高中物理《動能和動能定理》課件3

7動能和動能定理人教課標(biāo)版高中物理必修2動能在本章“1．追尋守恒量”中，已經(jīng)知道機械能分為：重力勢能，彈性勢能，和動能三種動能：物體由于運動而具有的能量叫做動能。動能動能的表達式可能與那幾個物理量有關(guān)？與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)

尋找動能的表達式？重力做功WG重力勢能mgh彈力做功WF外力做功W彈性勢能動能表達式？動能動能請同學(xué)們推導(dǎo)出F做功的表達式

設(shè)物體的質(zhì)量為m，在與運動方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移L，速度由Vl增大到V2．試用牛頓運動定律和運動學(xué)公式，推導(dǎo)出力F對物體做功的表達式．

動能推導(dǎo)F做功表達式的過程根據(jù)牛頓第二定律F=ma而v22－v12＝2aL，即

L＝(v22－v12)/2a把F、L的表達式代入W＝FL，可得F做的功W＝ma(v22－v12)/2a也就是W＝mv22/2－mv12/2

動能我已找到了找動能的表達式從這個式子可以看出，“”

很可能是一個具有特定意義的物理量，因為這個物理量在過程的末狀態(tài)時和過程的初狀態(tài)時的差，正好等于力對物體做的功，

所以“”就應(yīng)該是我們尋找的動能的表達式．動能動能的表達式單位：焦耳1kg·m2/s2=1N·m=1J動能我們對動能的表達式的理解1、動能是標(biāo)量，且只有正值。2、動能是一個狀態(tài)量，具有瞬時性，在某一時刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動能。3、動能具有相對性，對不同的參考系，物體速度有不同的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都以地面為參考系研究物體的運動。下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動能相等的是()A．甲的速度是乙的2倍，乙的質(zhì)量是甲的2倍

B．甲的質(zhì)量是乙的2倍，乙的速度是甲的2倍

C．甲的質(zhì)量是乙的4倍，乙的速度是甲的2倍

D．質(zhì)量相同，速度大小也相同，但甲向東運動，乙向西運動練習(xí)CD練習(xí)我國在1970年我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為173kg，運動速度為7．2km／s，它的動能是多大?根據(jù)計算可以得到我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星正常運轉(zhuǎn)的動能是4．48X109J動能定理我們得到動能的表達式后可以寫成

力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化．

動能定理動能定理我們對動能定理的理解總功末動能初動能

動能定理說明了功和能的密切關(guān)系，即做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程等號并不意味著“功轉(zhuǎn)化成動能”，而是“功引起動能的變化”。體會“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”總功：如果物體受到幾個力的共同作用，則式中的W表示各個力做功的代數(shù)和，即合外力所做的功.

W=W1+W2+W3+……對合外力的功(總功)的理解⑴可以是幾個力在同一段位移中的功,也可以是一個力在幾段位移中的功,還可以是幾個力在幾段位移中的功⑵求總功有兩種方法：一種是先求出合外力，然后求總功，表達式為ΣW＝ΣF×S×cos

為合外力與位移的夾角另一種是總功等于各力在各段位移中做功的代數(shù)和，即ΣW＝W1+W2+W3+……我們對動能定理的理解1、動能定理既適用于恒力作用的過程，也適用于變力作用的過程2、動能定理既適用于物體做直線運動的情況，也適用于物體做曲線運動的情況3、動能定理的研究對象一般是一個物體，也可以是幾個物體組成的系統(tǒng)4、動能定理的計算式是標(biāo)量式，v為相對同一參考系的速度例題一架噴氣式飛機，質(zhì)量ｍ＝5×103kg，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為l＝5.3×102ｍ時，達到起飛速度ｖ＝60ｍ/s，在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍，求飛機受到的牽引力。我們下面看一個例題：

解析

此類問題，牛頓定律和動能定理都適用，但動能定理更簡潔明了。動能定理的優(yōu)點在哪里呢?1、動能定理不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題要比牛頓定律方便．2、動能定理能夠解決變力做功和曲線運動問題，而牛頓運動解決這樣一類問題非常困難．

例題小結(jié)3、應(yīng)用動能定理解題，跟過程的細(xì)節(jié)無關(guān).即不追究全過程中的運動性質(zhì)和狀態(tài)變化細(xì)節(jié)．例題下面我們再看一個例題：

一輛質(zhì)量為m，速度為v0的汽車在關(guān)閉發(fā)動機后于水平地面滑行了距離l后停下來，試求汽車受到的阻力．解析思考與討論

通過以前的學(xué)習(xí)我們知道，做功的過程是能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過程．在上面的例題中，阻力做功，汽車的動能到哪里去了?

汽車的動能在汽車與地面的摩擦過程中轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，以熱的形式表現(xiàn)出來，使汽車與地面間的接觸面溫度升高．例題小結(jié)用動能定理解決問題的一般步驟

1．明確研究對象、研究過程，找出初末狀態(tài)的速度情況．2．要對物體進行正確的受力分析，明確各個力的做功大小及正負(fù)情況．3．明確初末狀態(tài)的動能．4．由動能定理列方程求解，并對結(jié)果進行討論．⑥應(yīng)用動能定理解題的注意事項：⑴要明確物體在全過程初、末兩個狀態(tài)時的動能；⑵要正確分析全過程中各段受力情況和相應(yīng)位移，并正確求出各力的功；⑶動能定理表達式是標(biāo)量式，不能在某方向用速度分量來列動能定理方程式：⑷動能定理中的位移及速度，一般都是相對地球而言的．例3、質(zhì)量為500t的列車，以恒定功率沿平直軌道行駛，在3min內(nèi)行駛速度由45km/h增加到最大速度54km/h，求機車的功率.(g=10m/s2)【解析】由整個過程中列車所受的牽引力不是恒力，因此加速度不是恒量，運動學(xué)中勻變速直線運動公式不能用，由動能定理得

W牽+W阻=1/2mv2m-1/2mv2……①其中W阻=-fs,W牽是一個變力的功，但因該變力的功率恒定，故可用W=Pt計算這樣①式變?yōu)?/p>

Pt-fs=1/2mv2m-1/2mv2……②又因達到最大速度時F=f故vm=P/f……③

聯(lián)立解得：P=600kW.動能的表達式

1．推導(dǎo)過程

2．動能的表達式

3．動能的單位和標(biāo)矢性

4．Ek=

動能定理

1．內(nèi)容：合力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化．

2．公式表示；W合＝EK2-EK13．例題：分析