人教版高一物理必修动能和动能定理课件.ppt

1、7.7动能和动能定理我们已经知道了：我们已经知道了：重力做功重力做功WG重力势能重力势能mgh弹力做功弹力做功WF外力做功外力做功W弹性势能弹性势能21kl2动能动能WGEP1EP2W弹=EP弹1-EP弹2外力对物体做正功，动能增加；外力对物体做正功，动能增加；外力对物体做负功，动能减少；外力对物体做负功，动能减少；W外=Ek2-Ek1一、动能的表达式一、动能的表达式 在光滑的水平面上有一个质量为在光滑的水平面上有一个质量为m m的物的物体，在与运动方向相同的水平恒力体，在与运动方向相同的水平恒力F F的作用的作用下发生一段位移下发生一段位移l l，速度由，速度由v v1 1增加到增加到v v

2、2 2求这个过程中求这个过程中恒力恒力F所做的功所做的功W W。一、动能的表达式一、动能的表达式alvv22122lvva22122maF 又FlWFllvvm22122lvvm2212221222121mvmv 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F=ma而而v22 v12 2al，即，即 l (v22 v12)/2a把把F、l的表达式代入的表达式代入W Fl，可得，可得F做的功做的功W ma(v22 v12)/2a也就是也就是 W m v22/2 m v12/2 我们已找到了动能的表达式我们已找到了动能的表达式从从 这个式子可以看出，这个式子可以看出，“”很可能是一个具有特定意义的物理量，很可

3、能是一个具有特定意义的物理量，因为这个物理量在过程终了时和过程开始时的差，因为这个物理量在过程终了时和过程开始时的差，正好等于力对物体做的功，正好等于力对物体做的功，22211122Wmvmv221mv所以所以“221mv”就应该是我们寻找的动能的表达式就应该是我们寻找的动能的表达式 1动能的表达式动能的表达式212KEm v2动能的单位：焦耳动能的单位：焦耳1kgm2/s2=1Nm=1J3动能是标量，且只有正值动能是标量，且只有正值4动能是状态量：动能具有瞬时性，在某一时刻，动能是状态量：动能具有瞬时性，在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能。物体具有一定的速度，也就具有一定的动

4、能。5动能是相对量：对不同的参考系，物体速动能是相对量：对不同的参考系，物体速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，度有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，一般都以地面为参考系研究物体的运动。一般都以地面为参考系研究物体的运动。解解释释现现象象1下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是是 ()A甲的速度是乙的甲的速度是乙的2倍，乙的质量是甲的倍，乙的质量是甲的2倍倍B甲的质量是乙的甲的质量是乙的2倍，乙的速度是甲的倍，乙的速度是甲的2倍倍C甲的质量是乙的甲的质量是乙的4倍，乙的速度是甲的倍，乙的速度是甲的2倍倍D质量相同，速度大小也相同，但甲向东运质量相

5、同，速度大小也相同，但甲向东运 动，乙向西运动动，乙向西运动CD 2 2 改变汽车的质量和速度，都能使汽车改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能是原来车的动能是原来2 2倍倍的是的是：A A、质量不变，速度变为原来的质量不变，速度变为原来的2倍倍B B、质量和速度都变为原来的质量和速度都变为原来的2倍倍C C、质量减半，速度变为原来的质量减半，速度变为原来的2倍倍D D、质量变为原来质量变为原来2 2倍，速度减半倍，速度减半3我国在我国在1970年我国发射的第一颗人造年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为地球卫星，质量为

6、173 kg，运动速度，运动速度为为72 kms，它的动能是多大，它的动能是多大?根据计算可以得到我国发射的第一颗人造根据计算可以得到我国发射的第一颗人造地球卫星正常运转的动能是：地球卫星正常运转的动能是：Ek=448X109J21222121mvmvWF221mvEk力在一个过程中对物体所做的力在一个过程中对物体所做的功功，等于物体在这个过程中等于物体在这个过程中动能的变化动能的变化。12kkFEEW二、动能定理二、动能定理类型一：质量为类型一：质量为m 的物体在光滑水平面上，受与运的物体在光滑水平面上，受与运动方向相同的恒力动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移的作用下发生一段位移l，速

7、，速度从度从v1 增加到增加到v2 类型三：质量为类型三：质量为m 的物体在与运动方向相同的恒力的物体在与运动方向相同的恒力F 的作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移的作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移l，受，受到的摩擦力为到的摩擦力为Ff ，速度从，速度从v1 变为变为v2类型二：质量为类型二：质量为m 的物体在水平粗糙面上受到摩擦的物体在水平粗糙面上受到摩擦力力Ff 的作用下发生一段位移的作用下发生一段位移l，速度从，速度从v1 减小到减小到v2 Fv1Fv2lFfv1lv2FfFv1Fv2lFfv1lv2FflFv2FfFv1FfWF=Fl=-mv121 12 2mv221 12 2Wf=

8、-Ff l=-=-mv121 12 2mv221 12 2W合合=Fl-Ff l=-=-mv121 12 2mv221 12 2W合合Ek2Ek1合力做合力做的功的功末态的动能末态的动能初态的初态的动能动能W合合=-mv121 12 2mv221 12 2动能定理：合力对物体所做动能定理：合力对物体所做的功等于物体动能的变化。的功等于物体动能的变化。1、合力做正功，即、合力做正功，即W合合，Ek2Ek1，动能增大，动能增大2、合力做负功，即、合力做负功，即W合合，Ek2Ek1，动能减小，动能减小思考：思考：合力做功时动能如何变化？合力做功时动能如何变化？W合合Ek2Ek1过程量过程量状态量状态

9、量状态量状态量既适用于既适用于直线直线运动，也适用于运动，也适用于曲线曲线运动；运动；既适用于既适用于恒力恒力做功，也适用于做功，也适用于变力变力做功；做功；既适用于既适用于单个单个物体，也适用于物体，也适用于多个多个物体；物体；既适用于既适用于一个一个过程，也适用于过程，也适用于整个整个过程。过程。动能定理的适用范围：动能定理的适用范围：做功的过程伴随着能量的变化做功的过程伴随着能量的变化 例例1 1：A、B两物体放在光滑的水平面上，分别两物体放在光滑的水平面上，分别在相同的水平恒力作用下，由静止开始通过相同在相同的水平恒力作用下，由静止开始通过相同的位移，若的位移，若A的质量大于的质量大于

10、B的质量，则在这一过程的质量，则在这一过程中：中：A.A.A获得的动能大获得的动能大 B.B.B获得的动能大获得的动能大 C.C.A、B获得的动能一样大获得的动能一样大 D.D.无法比较谁获得的动能大无法比较谁获得的动能大 例例2 2：足球运动员用力踢质量为足球运动员用力踢质量为0.30.3kg的静止的静止足球，使足球以足球，使足球以1010m/s的速度飞出，假定脚踢足球的速度飞出，假定脚踢足球时对足球的平均作用力为时对足球的平均作用力为400400N，球在水平面上运，球在水平面上运动了动了2020m后停止，那么人对足球做的功为：后停止，那么人对足球做的功为：A A、8000JB B、4000

11、JC C、15JD D、无法确定无法确定B.变力功例例3一质量为一质量为m、速度为速度为v0 的汽车在关闭发动机的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离后于水平地面滑行了距离l 后停了下来。试求汽后停了下来。试求汽车受到的阻力。车受到的阻力。动能定理：动能定理：W合合=-F阻阻l=0-mv021 12 2牛顿运动定律：牛顿运动定律：由由 v2v02=2al 得得 a-2lv02由由 得得F阻阻=2lmv02F合合=0-F阻阻=ma 由动能定理得由动能定理得F阻阻=2lmv02分别用牛分别用牛顿运动定顿运动定律和动能律和动能定理求解定理求解动能定理动能定理:牛顿运动定律牛顿运动定律:例例4一架喷

12、气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量m=5.0103kg，起飞过，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3102m时，时，速度达到起飞速度速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵倍。求飞机受到的牵引力。引力。F合合=F-F阻阻=F-kmg=ma 分别用牛分别用牛顿运动定顿运动定律和动能律和动能定理求解定理求解a2lv2由由 v2v02=2al 得得 由动能定理得由动能定理得由由 得得F=+kmg2lmv2F=+kmg2lmv2W合合=（F-F阻阻）l =（F-k

13、mg）l=mv21 12 2例例6.物体沿高物体沿高H的光滑斜面从顶端由静止下滑，求它滑的光滑斜面从顶端由静止下滑，求它滑到底端时的速度大小到底端时的速度大小.H解：由动能定理得解：由动能定理得 mgH=mV221V=gH2若物体沿高若物体沿高H的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？仍由动能定理得仍由动能定理得 mgH=mV221V=gH2注意：速度不一定相同注意：速度不一定相同若由若由H高处自由下落，结果如何呢？高处自由下落，结果如何呢？仍为仍为 V=gH2名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必

14、修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)例例7.一质量为一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升的物体被人用手由静止向上提升1m时时,物体的速度为物体的速度为2m/s,取取g=10m/s2,下列说法正确的是下列说法正确的是:A.提升过程中手对物体做功提升过程中手对物体做功 12J;B.提升过程中合外力对物体做功提升过程中合外力对物体做功12J;C.提升过程中手对物体做功提升过程中手对物体做功2J;D.提升过程中物体克服重力做功提升过程中物体克服重力做功10J.简析：由动能定理得简析：由动能定理得 W合合=mv2 21 W合合=2J其中其中W合合=W手手+（-mgh）W手手=12J物体克服重

15、力做功物体克服重力做功W克克=mgh=10JA D或：或：Vt2=2as a=2m/s2 由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得 F mg=ma F=m（g+a）=12NW手手=Fh=12J 名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)例例8.质量为质量为m的小球用长为的小球用长为L的轻绳悬挂于的轻绳悬挂于O点，小球点，小球在水平拉力在水平拉力F的作用下，从平衡位置的作用下，从平衡位置P很缓慢地移到很缓慢地移到Q点，点，则力则力F所做的功为：所做的功为：FPQA.mgLcos B.mgL（1 cos ）C

16、.FLsin D.FLcos 简析：球在简析：球在F方向的位移方向的位移s=Lsin s力力F的功的功WF=Fs=F Lsin?T T mg很缓慢的含义：很缓慢的含义：可认为时刻静止可认为时刻静止所受合力时刻为所受合力时刻为0任意过程任意过程Ek=0由平衡条件得：由平衡条件得：F=mg tan ，故，故F为变力为变力，WF=F Lsin 错误错误正确解答：本题中的变力功可由动能定理求解正确解答：本题中的变力功可由动能定理求解.小球由小球由P到到Q，由动能定理得：，由动能定理得：WF+WG=0即即WF mgL（1 cos ）=0 WF=mgL（1 cos ）B名师课堂教学人教版高一物理必修动能和

17、动能定理PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)用动能定理解题的一般步骤：用动能定理解题的一般步骤：确定研究对象和研究过程。确定研究对象和研究过程。分析物理过程，分析研究对象在运动分析物理过程，分析研究对象在运动 过程中的受力情况，画受力示意图，过程中的受力情况，画受力示意图，及过程状态草图，明确各力做功情及过程状态草图，明确各力做功情 况，即是否做功，是正功还是负功。况，即是否做功，是正功还是负功。找出研究过程中物体的初、末状态的找出研究过程中物体的初、末状态的 动能（或动能的变化量）动能（或动能的变化量）根据动能定理建立方程，代入数据

18、求根据动能定理建立方程，代入数据求 解，对结果进行分析、说明或讨论。解，对结果进行分析、说明或讨论。名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)例例9.速度为速度为V的子弹恰可穿透一块固定的木板，如果子的子弹恰可穿透一块固定的木板，如果子弹的速度为弹的速度为2V，子弹射穿木板时受的阻力视为不变，则，子弹射穿木板时受的阻力视为不变，则可穿透同样的木板：可穿透同样的木板：A.2块块 B.3块块 C.4块块 D.1块块由动能定理得：由动能定理得：f s=0 mV22121f ns=0 m（2V）2n=4C

19、人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)例例10.质量为质量为m的金属块，当初速度为的金属块，当初速度为V0 时，在水平面上时，在水平面上滑行的距离为滑行的距离为s，如果将金属块的质量增加为，如果将金属块的质量增加为2m，初速，初速度增加到度增加到2V，在同一水平面上该金属块滑行的距离为，在同一水平面上该金属块滑行的距离为 A.s B.2 s C.4 s D.s

20、/2 简析：由动能定理得：原金属块简析：由动能定理得：原金属块 mgs=0 21mV02s=g2V20 当初速度加倍后，滑行的距离为当初速度加倍后，滑行的距离为4sC人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)例例11.物体在恒定水平推力物体在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由静的作用下沿粗糙水平面由静止开始运动，发生位移止开始运动，发生位移s1后即撤去力后即撤去

21、力F，物体由运动一，物体由运动一段距离后停止运动段距离后停止运动.整个过程的整个过程的Vt图线如图所示图线如图所示.求推求推力力F与阻力与阻力f的比值的比值.Fs1s0 1 2 3 4vt解法解法1.由动能定理得由动能定理得 WF+Wf=0 即：即：Fs1+（fs）=0由由Vt图线知图线知 s ：s1=4：1 所以所以 F：f=s：s1结果：结果：F：f=4：1人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修

22、动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)解法解法2.分段用动能定理分段用动能定理Fs1s0 1 2 3 4vt撤去撤去F前，由动能定理得前，由动能定理得 （F f）s1=21mV2V21mV2撤去撤去F后，由动能定理得后，由动能定理得 f(s s1)=0 两式相加得两式相加得 Fs1+（fs）=0由解法由解法1 知知 F：f=4：1解法解法3.牛顿定律结合匀变速直线运动规律牛顿定律结合匀变速直线运动规律人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完

23、整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和

24、动能定理PPT课件（完整版PPT)s1s2L练习三练习三.质量为质量为m的物体从高的物体从高h的斜面上由静止开始滑下，的斜面上由静止开始滑下，经过一段水平距离后停止经过一段水平距离后停止.若斜面及水平面与物体间的若斜面及水平面与物体间的动摩擦因数相同，整个过程中物体的水平位移为动摩擦因数相同，整个过程中物体的水平位移为s，求证：求证：=h/sBAhs物体从物体从A到到B过程，由动能定理得：过程，由动能定理得：WG+Wf=0mgh mg cos L mg s2=0mgh mg s1 mg s2=0mgh mg s=0=h/s人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)人教

25、版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)练习四练习四.质量为质量为500t的列车以恒定的功率沿水平轨道行的列车以恒定的功率沿水平轨道行驶，在驶，在3min内行驶了内行驶了1.45km，其速率由，其速率由36km/h增大到增大到最大值最大值54 km/h，设机车所受阻力恒定，设机车所受阻力恒定，求：求：机车的功率和机车所受的阻力机车的功率和机车所受的阻力.21由动能定理：由动能定理：WF+Wf=mVm2 mV02 21WF=PtWf=fsP=fVmPt fs =21 mVm2 mV02 21Pt s =21 mVm2 mV02 21mVPP=3.75x105Wf=2.5x104N人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)人教版高一物理必修2第七章 第7节 动能和动能定理(共33张PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学人教版高一物理必修动能和动能定理PPT课件（完整版PPT)