2021年高中物理人教版(新教材)必修第二册课件:第8章 第3节 动能和动能定理.ppt
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1、第八章第八章 机械能守恒定律机械能守恒定律 第三节第三节 动能和动能定理动能和动能定理 目标体系构建目标体系构建 课前预习反馈课前预习反馈 课内互动探究课内互动探究 核心素养提升核心素养提升 课堂达标检测课堂达标检测 夯基提能作业夯基提能作业 目标体系构建目标体系构建 【学习目标】 1知道动能的定义和表达式。 2理解动能定理的含义,会推导动能定理。 3能用动能定理进行相关分析和计算。 【思维脉络】 课前预习反馈课前预习反馈 动能 1定义:物体由于_而具有的能叫动能。 2表达式:Ek_ 3单位:与功的单位相同,国际单位_ 1 kgm2/s21 Nm1 J 4标矢性 动能是_,只有大小,并且是状态
2、量。 知识点知识点 1 运动运动 1 2mv 2 焦耳焦耳(J) 标量标量 动能定理 如图所示,物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的作用下发生 了一段位移l,速度由v1增加到v2,此过程力F做的功为W。 知识点知识点 2 1推导过程: 2内容:力在一个过程中对物体做的_,等于物体在这个过程中 _。 3适用范围: 既适用于_做功,又适用于_做功,既适用于_运 动,又适用于_运动。 功功 动能的变化动能的变化 恒力恒力 变力变力 直线直线 曲线曲线 判一判 (1)动能是状态量,是标量,只有正值,动能与速度方向无关。 ( ) (2)由于速度具有相对性,所以动能也具有相对性。 ( ) (3)动能
3、定理既适用于直线运动和曲线运动,也适用于恒力和变力做功。 ( ) (4)如果物体所受的合外力为零,那么,物体动能的变化量一定为零。 ( ) (5)物体在合外力作用下做变速运动,动能一定变化。 ( ) 预习自测预习自测 选一选 如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至 具有某一速度。木箱获得的动能一定 ( ) A小于拉力所做的功 B等于拉力所做的功 C等于克服摩擦力所做的功 D大于克服摩擦力所做的功 解析:A对、B错:由题意知,W拉W阻Ek,则W拉Ek;C、D错: W阻与Ek的大小关系不确定。 A 想一想 如图所示是古代战争中攻击城门的战车,战车上装有一根质量很大的圆 木,
4、有很多士兵推着战车使圆木以很大的速度撞击城门,轻而易举地将 城门撞破。圆木的质量很大,速度很大时,是为了增加圆木的什么能? 解析:动能。 课内互动探究课内互动探究 对动能、动能定理的理解对动能、动能定理的理解 探究探究 一一 情境导入情境导入 如图所示,让钢球从斜面上由静止滚下,打到一个小木块上,能将木块 撞出一段距离。提高小球的初始高度h,小球滚下撞击木块的速度变大, 木块就会被撞的远些,说明功与速度变化有着密切联系。请思考: 功与速度变化(动能)有什么关系? 提示:合外力所做的功等于物体动能的增量。 1动能的“四性” (1)相对性:选取不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,一般以 地面
5、为参考系。 (2)状态性:动能是表征物体运动状态的物理量,与物体的运动状态(或 某一时刻的速度)相对应。 (3)标量性:只有大小,没有方向;只有正值,没有负值。 (4)瞬时性:动能具有瞬时性,与某一时刻或某一位置的速率相对应。 要点提炼要点提炼 2对动能定理的理解 (1)表达式的理解 公式WEk2Ek1中W是合外力做的功,不是某个力做的功,W可能是 正功,也可能是负功。 Ek2、Ek1分别是末动能和初动能,Ek2可能大于Ek1,也可能小于Ek1。 (2)W的求法 动能定理中的W表示的是合外力的功,可以应用WF合lcos(仅适用于 恒定的合外力)计算,还可以先求各个力的功再求其代数和,WW1 W
6、2Wn。 (3)动能定理公式中等号的意义 数量关系:即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。 可以通过计算物体动能的变化,求合力的功,进而求得某一力的功。 单位相同:国际单位都是焦耳。 因果关系:合外力的功是物体动能变化的原因。 (4)适用范围 动能定理应用广泛,直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时 做功、分段做功等各种情况均适用。 (1)动能定理说明了外力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系 和数量关系,不可理解为功转变成了物体的动能,而是意味着“功引起 物体动能的变化”,即物体动能的变化是通过外力做功的过程来实现的。 (2)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参
7、考系的,一般以地面 或相对地面静止的物体为参考系。 特别提醒特别提醒 (多选)如图所示,电梯质量为M,在它的水平地板上放置一质 量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动,当电梯的 速度由v1增加到v2时,上升高度为H,则在这个过程中,下列说法或表 达式正确的是 ( ) 典例剖析典例剖析 典例典例 1 CD A对物体,动能定理的表达式为对物体,动能定理的表达式为 WN1 2mv 2 2 1 2mv 2 1,其中 ,其中 WN为支为支 持力的功持力的功 B对电梯,动能定理的表达式为对电梯,动能定理的表达式为 W 合合0,其中,其中 W合合为合力的功为合力的功 C对物体,动能定理的表达式
8、为对物体,动能定理的表达式为 WNmgH1 2mv 2 2 1 2mv 2 1 D对电梯,其所受合力做功为对电梯,其所受合力做功为1 2Mv 2 2 1 2Mv 2 1 思路引导:(1)应用动能定理时,要进行受力分析,分析在这个过程中有 哪些力做功,注意区分功的正负。 (2)应用动能定理时要注意选取的研究对象和对应过程,合力做的功和动 能增量一定是对应同一研究对象的同一过程。 解析:解析:电梯上升的过程中,对物体做功电梯上升的过程中,对物体做功的有重力的有重力 mg、支持力、支持力 N,这,这 两个力做的总功才等于物体动能的增量两个力做的总功才等于物体动能的增量 Ek1 2mv 2 2 1 2
9、mv 2 1,故 ,故 A 错误,错误, C 正确;对电梯,无论有几个力对它做功,由动能定理可知,其合力的正确;对电梯,无论有几个力对它做功,由动能定理可知,其合力的 功一定等于其动能的增量,故功一定等于其动能的增量,故 B 错误,错误,D 正确。正确。 对点训练对点训练 1下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系,正确的 是 ( ) A物体做变速运动,合外力一定不为零,动能一定变化 B若合外力对物体做功为零,则合外力一定为零 C物体的合外力做功,它的速度大小一定发生变化 D物体的动能不变,所受的合外力必定为零 C 解析:力是改变物体速度的原因,物体做变速运动时,合外力一定不为 零,
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