高中物理必修二课件-7.7动能和动能定理-人教版

7.动能和动能定理 思考 什么是动能？ 物体的动能和什么因素有关？ m一定，v越大，Ek越大 v一定，m越大，Ek越大 控制变量法 m不变，改变v，观察钩码对木块的作用 v不变，改变m，观察钩码对木块的作用 2021-5-18 一、探究动能表达式光滑水平面上一质量为M的小物体，在与运动方向相同的 恒定外力F的作用下，运动了一段位移L，求这一恒定外力 F对小物体做了多少功？ F L 一、探究动能表达式 2 1 2 2 2 1 2 1 mvmvW  功 末状态速度 的平方 初状态速度 的平方 功是能量转化的量度 符合影响动能的因素 应是某种形式的能量2 2 1 mv 2 2 1E mvk 动能表达式为 二、动能 表达式： 例一：我国发射的第一颗人 造地球卫星的质量是173kg轨 道速度为7.2km/s，求卫星的 动能是多少？ 2 2 1 mvEk  某时刻物体运动的 速度 JJmvEk 9232 105.4)102.7(1732 1 2 1  瞬时性 物体的速度与参考 系的选取有关 相对性 标矢性 二、动能例题二 ： 一质量为1kg的小球在光滑的水平面内做 匀速圆周运动，速率为2m/s，求小球在A、B、C三 处的动能？ 　　　　　B A C J J mvEk 2 212 1 2 1 2 2    动能只与速度 大小有关，与 速度方向无关 例三：关于对动能的理解， 下列说法正确的是( ) A.动能是机械能的一种表现 形式，凡是运动的物体 都具有动能 B.动能总是非负值 C.一定质量的物体，动能变化 时，速度一定变化， 速度变化时，动能不一定 变化 D.动能不变的物体，一定处 于平衡状态 二、动能 动能的变化量字母表示为: 2 1 2 212 2 1 2 1 mvmvEEE kkk  例题四：一质量为0.1kg 的小球，以5m/s的速度匀速在 光滑水平面上运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹。 若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰床过程中速度 的变化和动能的变化分别是( ) A、 B、 C、 D、smv 10 0v JEk 5.2 0 kE 讨论：动能与动能变化 量的区别 动能 动能变化量 V是瞬时速度，动能也应是瞬 时值。所以动能对应某一时 刻（某位置）是状态量。 是末状态动能与初状态动能 的差值，对应一段时间（位 移）是过程量。 始终是非负值 有正有负， 动能增加 动能减少0 0   k k E E 1、从概念上来说，二者是过程量还是状态量？ 2、从表达式上看，二者是正值还是负值？ 二、动能 例题五：一质量为2kg的物体做自由落体运动，经过 A点时速度为10m/s，到达B点时速度是20m/s，求： (g=10m/s2) (1)经过A、B两点时的动能分别是多少？ (2)从A到B动能变化了多少？ (3)从A到B重力做了多少功？ (4)从A到B重力做功与动能变化有何关系？ h A vA B vB JJmvEkA 1001022 1 2 1 22  JJmvEkB 4002022 1 2 1 22  JEEE kAkBk 300 mhghvv AB 15222  解得由 JJmghWG 30015102  三、动能定理 力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个 过程中动能的变化。这个结论叫做动能定理。 2 1 2 2 12 2 1 2 1 mvmvW EEW kk   三、动能定理 应用动能定理解决问题的一 般步骤： ① 确定研究对象和研 究过程。 ② 分析对象在运动过 程中的受力情况，画受力示 意图， 及运动过程状态 草图，明确力做功情况，即 是否做功， 是正功还是负功。 ③ 找出研究过程中物 体的初、末状态的动能（或 动能的 变化量） ④ 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。 三、动能定理 例题六：假设汽车紧急刹车制动后所受阻力的大小 是汽车所受重力的大小的2倍，当汽车以20m/s的速 度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为 多少？(g取10m/s2) G FNｆ s 2 2 10 mvfs EW kf   依据动能定理列方程 解：设车受到的阻力为ｆ，制动距离为ｓ，初速度为ｖ。由 题意可知f＝２mg，汽车的初、末动能分别为零、 。 　　代入数据，解得 　　ｓ＝１０ｍ 2 2 1 mv 例题七：质量为1kg的滑块从高为h=0.8m光滑斜面顶 端由静止开始下滑，滑到粗糙的水平面上，运动了 S=2m。求滑块与粗糙平面间的动摩擦因数是多少？ (g=10m/s2) 三、动能定理 G G FN FN Fｆ 三、动能定理 例题八：如图在一光滑的四分之一圆弧轨道上，一 质量为1kg的滑块从O点由静止释放经过A点，已知 圆弧轨道半径为0.45m，重力加速度g=10m/s2。在滑 块由O运动到A的过程中，请分别计算合外力做了多 少功？到达A点时的动能是多少？速度是多少？ O A R G FN 解：汽车的初为零,末动能为Ek ，只有重力做功 。 smvmv JJ EmgR EEW k k k kk 32 1E 5.445.0101E 0 ,, 2 12     解得由 解得 有依据动能定理 mgRWG  三、动能定理说明：　w为合外力做功，其求解思路为 　　　　 　　　　　W=W1+W2+W3+……　　　W=F合Lcosa 如果合外力做正功，物体的动能如何变化？ 如果合外力做负功，物体的动能如何变化？ 动能定理描述了动能变化和做功的两种关系： 等值关系：某物体的动能变化量总等于合 力对它做的功。 因果关系：合力对物体做的功是引起物体动 能变化的原因。 三、动能定理 例题九：一架质量为m =5.0×103kg的喷气式飞机， 起飞过程从静止开始在飞机跑道上加速滑跑了 s=5.3×102m时，达到飞行速度v=60m/s。飞机受到的 平均阻力是飞机重力的0.02倍。（g=9.8m/s2） 求：飞机加速滑跑过程中受到的牵引力F。 （分析：飞机加速滑跑过程中受到了哪些力的作用？ 哪些力做了功？动能变化了多少？） S G FN FｆF 三、动能定理例题十：一细线将质量为m的小球拴在天花板上， 现用一水平力将小球缓慢的拉至B点，此时细线与 竖直方向成θ角。求在此过程中水平拉力做了多少功？ G Ｔ F )cos1( 0    mgLmghW Wmgh EWW F F kFG B θ L 2021-5-18 二、动能定理 动能定理的适用范围： 不仅适用于 恒力做功和直线运动 也适用于 变力做功和曲线运动 既适用于分段做功 也适用于全程做功 G Ｔ F B θ L G G FN FN Fｆ 三、动能定理 优越性： （1）动能定理不 涉及运动过程中的加速度和 时间，用它来处理问题要比 牛顿定律简单 （2）当物体的运动是由 几个物理过程所组成，又不 需要研究过程的中间状态时， 可以把这几个物理过程看做 一个整体进行研究，从而避 开每个运动过程的具体细节， 具有过程简明、方法巧妙、 运算量小等优点。 谢 谢