(新教材)2022年高中物理(浙江)人教版必修第二册课件:8.3 动能和动能定理 .ppt
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1、3.动能和动能定理 必备知识必备知识自主学习自主学习 一、动能一、动能 【情境思考情境思考】 如图所示如图所示, ,人用铁锤打击石头时要用质量较大的铁锤人用铁锤打击石头时要用质量较大的铁锤, ,还要高高抡起来。这样可还要高高抡起来。这样可 以增大铁锤打击石头时的什么能以增大铁锤打击石头时的什么能? ? 提示提示: :动能。动能。 1.1.定义定义: :物体由于物体由于_而具有的能量。而具有的能量。 2.2.表达式表达式:E:Ek k= =_。 3.3.单位单位: :与功的单位相同与功的单位相同, ,国际单位为国际单位为_。 1 J=_1 J=_。 运动运动 2 1 mv 2 焦耳焦耳 1kgm
2、1kgm2 2ss- -2 2 4.4.特点特点: : (1)(1)具有瞬时性具有瞬时性, ,是是_(_(选填“状态量”或“过程量”选填“状态量”或“过程量”) )。 (2)(2)具有相对性具有相对性, ,选取不同的参考系选取不同的参考系, ,同一物体的动能一般不同同一物体的动能一般不同, ,通常是指物体相通常是指物体相 对于对于_的动能。的动能。 (3)(3)是是_(_(选填“标量”或“矢量”选填“标量”或“矢量”),),没有方向没有方向,E,Ek k00。 状态量状态量 地面地面 标量标量 二、动能定理二、动能定理 【情境思考情境思考】 歼歼1515战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机战机
3、是我国自主研发的第一款舰载战斗机, ,已已 经实现了在“辽宁舰”上各种训练经实现了在“辽宁舰”上各种训练, ,形成战斗力形成战斗力, ,如如 图所示为正在起飞的歼图所示为正在起飞的歼1515战机。战机。 (1)(1)歼歼1515战机起飞时战机起飞时, ,合力做什么功合力做什么功? ?速度怎么变化速度怎么变化? ?动能怎么变化动能怎么变化? ? (2)(2)歼歼1515战机着舰时战机着舰时, ,阻拦索对战斗机做什么功阻拦索对战斗机做什么功? ?战斗机的动能怎么变化战斗机的动能怎么变化? ? 提示提示: :(1)(1)合力做正功合力做正功, ,速度变大速度变大, ,动能增大。动能增大。 (2)(2
4、)做负功做负功, ,动能减小。动能减小。 1.1.推导推导: :如图所示如图所示, ,物体的质量为物体的质量为m,m,在运动方向上受到合外力在运动方向上受到合外力F F的作用发生了一的作用发生了一 段位移段位移x,x,速度由速度由v v1 1增加到增加到v v2 2, ,此过程合外力此过程合外力F F做的功为做的功为W W。 2.2.内容内容: :合外力所做的功等于物体合外力所做的功等于物体_。 3.3.表达式表达式:W=:W= E Ek k= _= _。 4.4.适用范围适用范围: :既适用于既适用于_做功做功, ,也适用于也适用于_做功做功; ;既适用于既适用于_运动运动, ,也也 适用于
5、适用于_运动。运动。 动能的变化动能的变化 E Ek2 k2- -E Ek1k1 恒力恒力 变力变力 直线直线 曲线曲线 【易错辨析易错辨析】 (1)(1)两个物体中两个物体中, ,速度大的动能也大。速度大的动能也大。 ( )( ) (2)(2)某物体的速度加倍某物体的速度加倍, ,它的动能也加倍。它的动能也加倍。 ( )( ) (3)(3)物体的速度发生变化物体的速度发生变化, ,其动能一定发生变化。其动能一定发生变化。 ( )( ) (4)(4)做匀速圆周运动的物体的动能保持不变。做匀速圆周运动的物体的动能保持不变。 ( )( ) (5)(5)外力对物体做功外力对物体做功, ,物体的动能一
6、定增加。物体的动能一定增加。 ( )( ) (6)(6)动能定理中的动能定理中的W W为合外力做的功。为合外力做的功。 ( )( ) (7)(7)物体的动能增加物体的动能增加, ,合外力做正功。合外力做正功。 ( )( ) 关键能力关键能力合作学习合作学习 知识点一知识点一 动能的性质动能的性质 1.1.动能的“三性”动能的“三性”: : (1)(1)相对性相对性: :选取不同的参考系选取不同的参考系, ,物体的速度不同物体的速度不同, ,动能也不同动能也不同, ,一般以地面为参一般以地面为参 考系。考系。 (2)(2)标量性标量性: :动能是标量动能是标量, ,没有方向。没有方向。 (3)(
7、3)瞬时性瞬时性: :动能是表征物体运动状态的物理量动能是表征物体运动状态的物理量, ,与物体的某一位置与物体的某一位置( (或某一时刻或某一时刻) ) 的速度相对应。的速度相对应。 2.2.动能与速度的三种关系动能与速度的三种关系: : (1)(1)数值关系数值关系:E:Ek k= = mvmv2 2, ,同一物体同一物体, ,速度速度v v越大越大, ,动能动能E Ek k越大。越大。 (2)(2)瞬时关系瞬时关系: :动能和速度均为状态量动能和速度均为状态量, ,二者具有瞬时对应关系。二者具有瞬时对应关系。 (3)(3)变化关系变化关系: :动能是标量动能是标量, ,速度是矢量。当动能发
8、生变化时速度是矢量。当动能发生变化时, ,物体的速度物体的速度( (大小大小) ) 一定发生了变化一定发生了变化, ,当速度发生变化时当速度发生变化时, ,可能仅是速度方向的变化可能仅是速度方向的变化, ,物体的动能可物体的动能可 能不变。能不变。 提醒提醒: :动能是标量动能是标量, ,与速度方向没有关系。与速度方向没有关系。 1 2 【问题探究问题探究】 如图所示如图所示, ,骑自行车下坡时骑自行车下坡时, ,没有蹬车没有蹬车, ,车速却越来越快车速却越来越快, ,动能越来越大动能越来越大, ,这与这与 动能定理相矛盾吗动能定理相矛盾吗? ? 提示提示: :不矛盾。虽然人没蹬车不矛盾。虽然
9、人没蹬车, ,但重力却对人和车做正功但重力却对人和车做正功, ,动能越来越大。动能越来越大。 【典例示范典例示范】 【典例典例】关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系, ,下列说法正确下列说法正确 的是的是 ( ( ) ) A.A.物体做变速运动物体做变速运动, ,合外力一定不为零合外力一定不为零, ,动能一定变化动能一定变化 B.B.若合外力对物体做功为零若合外力对物体做功为零, ,则合外力一定为零则合外力一定为零 C.C.合外力对物体做功合外力对物体做功, ,它的速度大小一定发生变化它的速度大小一定发生变化 D.D.物体的动能不变物体的
10、动能不变, ,所受的合外力必定为零所受的合外力必定为零 【素养训练素养训练】 1.1.下面有关动能的说法正确的是下面有关动能的说法正确的是 ( ( ) ) A.A.物体只有做匀速运动时物体只有做匀速运动时, ,动能才不变动能才不变 B.B.物体做平抛运动时物体做平抛运动时, ,水平方向速度不变水平方向速度不变, ,物体的动能也不变物体的动能也不变 C.C.物体做自由落体运动时物体做自由落体运动时, ,重力做功重力做功, ,物体的动能增加物体的动能增加 D.D.物体的动能变化时物体的动能变化时, ,速度不一定变化速度不一定变化, ,速度变化时速度变化时, ,动能一定变化动能一定变化 2.(2.(
11、教材二次开发教材二次开发P88P88【练习与应用练习与应用】T1T1变式题变式题) )改变汽车的质量和速率改变汽车的质量和速率, ,都能都能 使汽车的动能发生变化使汽车的动能发生变化, ,在下面几种情况中在下面几种情况中, ,汽车的动能是原来的汽车的动能是原来的2 2倍的是倍的是( ( ) ) A.A.质量不变质量不变, ,速率变为原来的速率变为原来的2 2倍倍 B.B.质量和速率都变为原来的质量和速率都变为原来的2 2倍倍 C.C.质量变为原来的质量变为原来的2 2倍倍, ,速率减半速率减半 D.D.质量减半质量减半, ,速率变为原来的速率变为原来的2 2倍倍 【加固训练加固训练】 跳伞表演
12、是一项观赏性体育项目。如图所示跳伞表演是一项观赏性体育项目。如图所示, ,当运动员从直升机由静止跳当运动员从直升机由静止跳 下后下后, ,在下落过程中会受到水平风力的影响。下列说法正确的是在下落过程中会受到水平风力的影响。下列说法正确的是 ( ( ) ) A.A.运动员下落过程动能保持不变运动员下落过程动能保持不变 B.B.运动员下落过程一定做直线运动运动员下落过程一定做直线运动 C.C.风力越大风力越大, ,运动员下落时间越长运动员下落时间越长 D.D.风力越大风力越大, ,运动员着地速度越大运动员着地速度越大 知识点二知识点二 动能定理的含义动能定理的含义 1.1.动能变化量的理解动能变化
13、量的理解: : (1)(1)表达式表达式: : E Ek k=E=Ek2 k2- -E Ek1k1。 。 (2)(2)物理意义物理意义: : E Ek k0,0,表示动能增加表示动能增加; ; E Ek k0,0,表示动能减少。表示动能减少。 (3)(3)变化原因变化原因: :力对物体做功是引起物体动能变化的原因力对物体做功是引起物体动能变化的原因, ,合力做正功合力做正功, ,动能增加动能增加, , 合力做负功合力做负功, ,动能则减少。动能则减少。 2.2.动能定理的理解动能定理的理解: : (1)(1)表达式表达式:W=:W= E Ek k=E=Ek2 k2- -E Ek1k1, ,式中
14、的 式中的W W为合外力对物体所做的总功。为合外力对物体所做的总功。 (2)(2)研究对象及过程研究对象及过程: :动能定理的研究对象可以是单个物体动能定理的研究对象可以是单个物体, ,也可以是相对静止也可以是相对静止 的系统。动能定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段的系统。动能定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段, ,也可以是运动也可以是运动 全过程。全过程。 (3)(3)普遍性普遍性: :既适用于恒力做功既适用于恒力做功, ,也适用于变力做功也适用于变力做功; ;既适用于物体做直线运动的既适用于物体做直线运动的 情况情况, ,也适用于物体做曲线运动的情况。也适用于物体做曲线运动
15、的情况。 (4)(4)实质实质: :揭示了力对物体做的总功与物体动能变化的关系。揭示了力对物体做的总功与物体动能变化的关系。 【典例示范典例示范】 【典例典例】有一质量为有一质量为m m的木块的木块, ,从半径为从半径为r r的圆弧曲面上的的圆弧曲面上的a a点滑向点滑向b b点点, ,如图所示。如图所示。 如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变, ,则以下叙述正确的是则以下叙述正确的是 ( ( ) ) A.A.木块所受的合外力为零木块所受的合外力为零 B.B.因木块所受的力都不对其做功因木块所受的力都不对其做功, ,所以合外力做的功为零所以合外力做的功为零
16、C.C.重力和摩擦力的合力做的功为零重力和摩擦力的合力做的功为零 D.D.重力和摩擦力的合力为零重力和摩擦力的合力为零 【素养训练素养训练】 1.1.如图所示如图所示, ,某滑翔爱好者利用无动力滑翔伞在高山顶助跑起飞某滑翔爱好者利用无动力滑翔伞在高山顶助跑起飞, ,在空中完成长在空中完成长 距离滑翔后安全到达山脚下。他在空中滑翔的过程中距离滑翔后安全到达山脚下。他在空中滑翔的过程中 ( ( ) ) A.A.只有重力做功只有重力做功 B.B.重力势能的减小量大于重力做的功重力势能的减小量大于重力做的功 C.C.重力势能的减小量等于动能的增加量重力势能的减小量等于动能的增加量 D.D.动能的增加量
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