人教版高中物理必修二77《动能和动能定理》课件.ppt

1、现代战斗机和攻现代战斗机和攻击机的起飞时速，大击机的起飞时速，大都在都在250250350 km/h350 km/h，如果自行加速滑跑，如果自行加速滑跑，至 少 需 要至 少 需 要 2 0 0 02 0 0 0 3 3 500 m500 m长的跑道但目长的跑道但目前世界上最大的航空前世界上最大的航空母舰飞行甲板也不过母舰飞行甲板也不过为为330 m330 m在这种情况在这种情况下，舰上的飞机怎样下，舰上的飞机怎样做到起飞无误呢？做到起飞无误呢？7 7动能和动能定理磁悬浮列车在牵引力的作用下（不计阻磁悬浮列车在牵引力的作用下（不计阻力），速度逐渐增大力），速度逐渐增大 列车的动能如何变化？变化

2、的原列车的动能如何变化？变化的原因是什么？它的动能大小与什么因因是什么？它的动能大小与什么因素有关系呢？素有关系呢？通过上节的实验，我们已经知道力对物体做功与物体速度变化的关系，即Wv2。这个结果向我们提示：物体动能的表达式中可能包含v2这个因子。本节我们将用数学的方式进行理论推导，如果理论和实验结论相吻合，结论就是正确的。同一辆卡车，速度大的和速度小的谁同一辆卡车，速度大的和速度小的谁动能大？动能大？问题：问题：结论：结论：一辆大卡车和一辆小轿车以相同的速度运动，一辆大卡车和一辆小轿车以相同的速度运动，谁的动能大？谁的动能大？1、动能的概念：物体由于运动而具有的能叫动能。一、动能一、动能2.

3、2.影响动能大小的因素：影响动能大小的因素：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体所具有的动能也就越大。越大，速度越大，物体所具有的动能也就越大。（2 2）该过程中）该过程中F F产生的加速度是多少？产生的加速度是多少？（3 3）能否用）能否用v v1 1、v v2 2表示位移表示位移L L？（4 4）将（）将（2 2）（）（3 3）式代入（）式代入（1 1）式将得到什么？）式将得到什么？情景一：如图所示，一个质量为情景一：如图所示，一个质量为m m的物体在恒力的物体在恒力F F的的作用下沿光滑水平面由作用下沿光滑水平面由A A位置运动

4、到位置运动到B B位置，前进的位位置，前进的位移为移为l l，A A位置时的速度为位置时的速度为v v1 1，B B位置时的速度为位置时的速度为v v2 2。（。（w w用用m m 、v v1 1、v v2 2表示）表示）（1 1）该过程中）该过程中F F做多少功？做多少功？由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：F=maF=ma avvL22122W=FL W=FL 21222121mvmvW 情景二：一质量为情景二：一质量为m m的物体的物体,从一定从一定高处自由下落，高处自由下落，落地时速度为落地时速度为v v，求此过程力对物体做功是多少？，求此过程力对物体做功是多少？（用题中给出符号表示）

5、（用题中给出符号表示）H情景三：一质量为情景三：一质量为m m物体沿一定高度的光滑斜面物体沿一定高度的光滑斜面从顶端以速度从顶端以速度v v1 1下滑，当它滑到斜面底端时的速下滑，当它滑到斜面底端时的速度大小为度大小为v v2 2.求此过程力对物体做功是多少？求此过程力对物体做功是多少？（用题中给出符号表示）（用题中给出符号表示）HWG=mgh1-mgh22121mv 对照可知对照可知 必然是一种能量，而且是必然是一种能量，而且是与物体的速度相关的能量。与物体的速度相关的能量。就是我们探究的就是我们探究的动能的表达式。动能的表达式。221mv221mvW=-2221mvE EK K对照对照1、

6、动能的概念：物体由于运动而具有的能叫动能。一、动能一、动能2、动能的计算式：3、在国际单位制中的单位也是焦耳焦耳(J)(J)。22/111smkgmNJ4、动能的特点：212kEmv（1 1）动能是）动能是标量标量，且具有，且具有非负性非负性，动能只与，动能只与物体的速度大小有关，与速度方向无关物体的速度大小有关，与速度方向无关,且速且速度对动能影响比质量大。度对动能影响比质量大。（2 2）动能是）动能是状状态量态量，v v是是瞬时速度瞬时速度。在某一时。在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能。能。（3 3）动能具有）动能具有相对性相对性，相

7、对，相对不同的参考系，不同的参考系，物体速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动物体速度有不同的瞬时值，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。能，一般都以地面为参考系研究物体的运动。例例 改变汽车的质量和速度，都能使汽改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生改变，在下列几种情况下，车的动能发生改变，在下列几种情况下，汽车的动能各是原来的几倍？汽车的动能各是原来的几倍？（1 1）质量不变，速度增大到原来的）质量不变，速度增大到原来的2 2倍；倍；（2 2）速度不变，质量增大到原来的）速度不变，质量增大到原来的2 2倍；倍；（3 3）质量减半，速度增大到原来的）质量减半，速度增大到

8、原来的4 4倍；倍；（4 4）速度减半，质量增大到原来的）速度减半，质量增大到原来的4 4倍。倍。练习练习4倍2倍8倍不变W mv22 mv122、动能定理的表达式：二二.动能定理动能定理1、动能定理的内容：WEk2Ek1 W Ek问题问题2：如果物体受到几个力作用如果物体受到几个力作用,动能定理中动能定理中的的W表示的物理意义是什么？表示的物理意义是什么？合力所做的总功合力所做的总功 mv22 mv12合WW合合Ek2Ek1=Ek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Ek末、Ek初的顺序不可颠倒 W为合力的功或各个外力做功的代数和,有正、负的区别,功的正负不能出现错乱3

9、、动能定理的一般式：例 静止于粗糙水平面上的1 kg的物体,在水平拉力作用下匀加速前进,水平拉力F=2 N,物体与水平面间的动摩擦因数为0.1,物体在该力作用下运动了2 m,速度从0变为2 m/s。试计算：（1）拉力做的功 （2）摩擦力(或重力)做的功（3）合力做的功（4）物体动能的变化4 J-2 J2 J增加增加2 J(或或2 J)情景：如图所示，一个质量为情景：如图所示，一个质量为m m的物体在恒力的物体在恒力F F的作的作用下沿光滑水平面由用下沿光滑水平面由A A位置运动到位置运动到B B位置，前进的位移位置，前进的位移为为l l，A A位置时的速度为位置时的速度为v v1 1，B B位

10、置时的速度为位置时的速度为v v2 2。（。（w w用用m m 、v v1 1、v v2 2表示）表示）4.动能定理的含义 (1)(1)因为动能定理中功和能均与参考系的选取有关，所因为动能定理中功和能均与参考系的选取有关，所以动能定理也与参考系的选取有关中学物理中一般取地以动能定理也与参考系的选取有关中学物理中一般取地面为参考系面为参考系 (2)(2)做功的过程是能量转化的过程，动能定理表达式做功的过程是能量转化的过程，动能定理表达式中的中的“”的意义是一种因果关系在数值上相等的符号，的意义是一种因果关系在数值上相等的符号，它并不意味着它并不意味着“功就是动能增量功就是动能增量”，也不意味着，

11、也不意味着“功转变功转变成了动能成了动能”，而是意味着，而是意味着“功引起物体动能的变化功引起物体动能的变化”(3)(3)动能定理公式两边的每一项都是标量，因此动能定动能定理公式两边的每一项都是标量，因此动能定理是一个标量方程理是一个标量方程(4)(4)若若E Ek2k2E Ek1k1，即，即W W总总0 0，合力对物体做正功，物体的，合力对物体做正功，物体的动能增加；若动能增加；若E Ek2k2E Ek1k1，即，即W W总总0 0，合力对物体做负功，物，合力对物体做负功，物体的动能减少体的动能减少方法二：动能定理方法二：动能定理:方法一：牛顿运动定律方法一：牛顿运动定律:一架喷气式飞机，质

12、量一架喷气式飞机，质量m=5.0103kg，起，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3102m时，速度达到起飞速度时，速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。倍。求飞机受到的牵引力。F合合=F-F阻阻=F-kmg=ma 分别用牛顿运动定律和动能定理求解2lv2由由 v2v02=2al 得得 a 由由 得得F=+kmg2lmv2s1 1找对象（常是单个物体）找对象（常是单个物体）解：对飞机解：对飞机kmgsmvF228.9100.502.0103.52

13、60100.53223N4108.12 2受受力力分分析析sFNGFf3 3确确定定各各力力做做功功Fskmgs4 4运动情况分析运动情况分析221mv由动能定理有由动能定理有5 5建方程建方程明确初末状态的动能明确初末状态的动能一质量为一质量为m m、速度为、速度为v v0 0 的汽车在关闭发动的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离机后于水平地面滑行了距离l l 后停了下后停了下来。试求汽车受到的阻力。来。试求汽车受到的阻力。方法二：动能定理方法二：动能定理：W合合=-F阻阻l=0-mv021 12 2方法一：牛顿运动定律方法一：牛顿运动定律：由由 v2v02=2al 得得 a-2lv02

14、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律顿运动定律和动能定理和动能定理求解求解拓展拓展1 铁球从铁球从1m高处掉入沙坑高处掉入沙坑,已知铁球在下陷过已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的20倍倍,则铁则铁球在沙中下陷的深度为多少球在沙中下陷的深度为多少m?HhHhmgmgf解法一：分段列式解法一：分段列式2102mgHmv自由下落：自由下落：2102mghfhmv沙坑减速：沙坑减速：解法二：全程列式解法二：全程列式()0mg Hhfh 问题问题4：动能定理是否可

15、以应用于变力做功动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解或物体做曲线运动的情况，该怎样理解?(微元法微元法)把过程分解为很多小段，认为物把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也能得到动能定理轨迹是直线，这样也能得到动能定理拓展拓展2 2 物体沿高物体沿高H的光滑斜面从顶端由静止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下滑，求它滑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=gH21）：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2）：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作业：课后7475页 3、4、5题