《江蘇省海頭高級中學高一物理下學期《第七章 動能和動能定理》課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《江蘇省海頭高級中學高一物理下學期《第七章 動能和動能定理》課件（40頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第七節(jié)動能和動能定理第七節(jié)動能和動能定理學習目標：學習目標：1.明確動能的表達式及其含義明確動能的表達式及其含義2.會用牛頓定律結合運動學規(guī)律推導出動能定理會用牛頓定律結合運動學規(guī)律推導出動能定理.3理解動能定理及其含義，并能利用動能定理理解動能定理及其含義，并能利用動能定理解決有關問題解決有關問題重點難點：重點難點：對動能定理的理解及應用對動能定理的理解及應用新 知 初 探新 知 初 探 自主學習自主學習一、動能的表達式一、動能的表達式 自主探究自主探究 通過計算外力做的功來探究物體動能的變化通過計算外力做的功來探究物體動能的變化設某物體的質量為設某物體的質量為m，在與運動方向相同的恒，在與
2、運動方向相同的恒定合力定合力F的作用下發(fā)生的位移為的作用下發(fā)生的位移為l，速度由，速度由v1增增加到加到v2，如圖，如圖771所示則所示則F做的功為：做的功為：W_Fl 由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得Fma，由，由vv2al得得l_，代入代入式得：式得：W_圖圖771成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)1動能：物體由于動能：物體由于_而具有的能而具有的能2表達式：表達式：Ek_3單位：國際單位是單位：國際單位是_，符號為，符號為J，1 J1 kgm2/s21 Nm.運動運動焦耳焦耳動能動能代數(shù)和代數(shù)和3.適用范圍適用范圍(1)動能定理既適用于求恒力做功，也適用于求動能定理既適用于求恒力做功，也適用于求_做功做功
3、(2)動能定理既適用于直線運動，也適用于動能定理既適用于直線運動，也適用于_運動運動注意：注意：動能定理不涉及物體運動過程中的加速動能定理不涉及物體運動過程中的加速度和時間，應用動能定理時，只需要考慮運動度和時間，應用動能定理時，只需要考慮運動過程中初末狀態(tài)動能的變化量即可，因此應用過程中初末狀態(tài)動能的變化量即可，因此應用動能定理處理問題有時比較方便動能定理處理問題有時比較方便變力變力曲線曲線要 點 探 究要 點 探 究 講 練 互 動講 練 互 動對動能與動能變化量的理解對動能與動能變化量的理解1.動能描述的是物體在某一時刻或某一位置所動能描述的是物體在某一時刻或某一位置所具有的能量狀態(tài)，具
4、有瞬時性，是個狀態(tài)量具有的能量狀態(tài)，具有瞬時性，是個狀態(tài)量2.動能變化量則是指物體的末動能減去初動能動能變化量則是指物體的末動能減去初動能,即即Ek2Ek1，描述的是從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)，描述的是從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的變化量，即對應一個過程的變化量，即對應一個過程3.動能是標量且只取正值，而動能變化量有正動能是標量且只取正值，而動能變化量有正負之分，負之分，Ek0表示物體的動能增加，表示物體的動能增加，Ek0表表示物體的動能減少示物體的動能減少4.動能具有相對性選不同的參考系，因物體動能具有相對性選不同的參考系，因物體速度不同，所以動能也就不同；而動能的變化速度不同，所以動能也就不同；而動
5、能的變化量與參考系選取無關量與參考系選取無關 關于物體的動能，下列說法中正確的關于物體的動能，下列說法中正確的是是()A一個物體的動能可能小于零一個物體的動能可能小于零B一個物體的動能與參考系的選取無關一個物體的動能與參考系的選取無關C動能相同的物體的速度一定相同動能相同的物體的速度一定相同D兩質量相同的物體，動能相同，其速度不兩質量相同的物體，動能相同，其速度不一定相同一定相同例例1【答案答案】D【名師點評名師點評】動能是標量，總是正值；速度動能是標量，總是正值；速度是矢量，既有大小，又有方向是矢量，既有大小，又有方向變式訓練變式訓練1.關于對動能的理解，下列說法錯誤的是關于對動能的理解，下
6、列說法錯誤的是()A動能是機械能的一種表現(xiàn)形式，凡是運動動能是機械能的一種表現(xiàn)形式，凡是運動的物體都具有動能的物體都具有動能B動能總為正值動能總為正值C一定質量的物體，動能變化時，速度一定一定質量的物體，動能變化時，速度一定變化；但速度變化時，動能不一定變化變化；但速度變化時，動能不一定變化D動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)答案：答案：D對動能定理的理解及應用對動能定理的理解及應用1.物理意義物理意義動能定理揭示了物體動能的變化是通過外力做動能定理揭示了物體動能的變化是通過外力做功的過程功的過程(即力對空間的積累即力對空間的積累)來實現(xiàn)的，并且來實現(xiàn)的，并且通過
7、功來量度，即外力對物體做的總功對應著通過功來量度，即外力對物體做的總功對應著物體動能的變化若合力做正功物體動能的變化若合力做正功,物體動能增加物體動能增加,其他形式的能轉化為動能若合力做負功其他形式的能轉化為動能若合力做負功,物體物體動能減少，動能轉化為其他形式的能動能減少，動能轉化為其他形式的能動能定理依然表明功與動能變化在數(shù)值上是相動能定理依然表明功與動能變化在數(shù)值上是相等的，但是這并不意味著等的，但是這并不意味著“功就是動能增量功就是動能增量”,也不是也不是“功轉變成動能功轉變成動能”，而是揭示了，而是揭示了“功是功是引起物體動能的變化引起物體動能的變化”的原因的原因2.應用動能定理時應
8、注意的問題應用動能定理時應注意的問題(1)該式是標量式，式中的該式是標量式，式中的v是相對于同一參考系是相對于同一參考系,一般指相對于地面一般指相對于地面(2)對單一物體的單一過程，對單一物體的單一過程，W指合外力做的指合外力做的功若對某一過程的不同階段，物體受力情況發(fā)功若對某一過程的不同階段，物體受力情況發(fā)生變化，則生變化，則W應是各力做功的代數(shù)和應是各力做功的代數(shù)和(3)該式不僅適用于恒力做功該式不僅適用于恒力做功,也適用于變力做功也適用于變力做功(4)該式不僅適用于直線運動該式不僅適用于直線運動,也適用于曲線運動也適用于曲線運動3.動能定理的應用步驟動能定理的應用步驟(1)確定研究對象和
9、研究過程確定研究對象和研究過程(2)對研究對象進行受力分析對研究對象進行受力分析(3)寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各個力做的功個力做的功(注意功的正負注意功的正負)如果研究過程中如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個階段做的功階段做的功(4)寫出物體的初、末動能寫出物體的初、末動能(5)按照動能定理列式求解按照動能定理列式求解 斜面斜面AB與水平面夾角與水平面夾角30，B點點距水平面的高度距水平面的高度h1 m，如圖，如圖772所所示一個質量為示一個質量為m的物體，從斜面底端以初速的物體，從斜
10、面底端以初速度度v010 m/s沿斜面向上運動，物體與斜面間沿斜面向上運動，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)的動摩擦因數(shù)0.2，且物體脫離斜面以后的，且物體脫離斜面以后的運動過程中空氣阻力不計，求物體落到水平面運動過程中空氣阻力不計，求物體落到水平面上時的速度上時的速度vC.(g取取10 m/s2)例例2圖圖772【思路點撥思路點撥】選全過程研究，摩擦力做的功選全過程研究，摩擦力做的功為總功為總功【答案答案】9.65 m/s【規(guī)律總結規(guī)律總結】應用動能定理時：應用動能定理時：不必考慮速度方向；不必考慮速度方向；對不涉及過程中的問題時，全程應用動能定理對不涉及過程中的問題時，全程應用動能定理列式較為簡單
11、列式較為簡單變式訓練變式訓練2.將質量將質量m2 kg的金屬小球從離地面的金屬小球從離地面H2 m的高處由靜止釋放，落入泥潭并陷入泥中的高處由靜止釋放，落入泥潭并陷入泥中h5 cm深處，不計空氣阻力，深處，不計空氣阻力，g取取10 m/s2.求泥潭求泥潭對金屬小球的平均阻力大小對金屬小球的平均阻力大小圖圖773答案：答案：820 N動能定理與牛頓定律的比較動能定理與牛頓定律的比較1.動能定理與牛頓定律解題的比較動能定理與牛頓定律解題的比較牛頓定律牛頓定律動能定理動能定理相同點相同點確定研究對象，對物體進行受力分析和運動過確定研究對象，對物體進行受力分析和運動過程分析程分析適用條件適用條件只能研
12、究在恒力作用下只能研究在恒力作用下物體做直線運動的情況物體做直線運動的情況對于物體在恒力或變對于物體在恒力或變力作用下，物體做直力作用下，物體做直線或曲線運動均適用線或曲線運動均適用牛頓定律牛頓定律動能定理動能定理應用方法應用方法要考慮運動過程要考慮運動過程的每一個細節(jié)，的每一個細節(jié)，結合運動學公式結合運動學公式解題解題只考慮各力的做只考慮各力的做功情況及初、末功情況及初、末狀態(tài)的動能狀態(tài)的動能運算方法運算方法矢量運算矢量運算代數(shù)運算代數(shù)運算2.應用動能定理的優(yōu)越性應用動能定理的優(yōu)越性(1)應用動能定理解題不涉及加速度、時間和矢應用動能定理解題不涉及加速度、時間和矢量運算，運算簡單不易出錯量運
13、算，運算簡單不易出錯(2)應用動能定理只考慮合外力做功和初、末兩應用動能定理只考慮合外力做功和初、末兩個狀態(tài)的動能，并且可以把不同的運動過程合個狀態(tài)的動能，并且可以把不同的運動過程合并為一個全過程來處理并為一個全過程來處理,不用考慮過程的細節(jié)不用考慮過程的細節(jié)(3)一般情況下，由牛頓運動定律和運動學規(guī)律一般情況下，由牛頓運動定律和運動學規(guī)律能夠求解的問題，用動能定理也可以求解，并能夠求解的問題，用動能定理也可以求解，并且更為簡捷且更為簡捷 一架噴氣式飛機，質量一架噴氣式飛機，質量m5103 kg,起飛過程中從靜止開始勻加速滑行的路程為起飛過程中從靜止開始勻加速滑行的路程為x5.3102 m時，
14、達到起飛速度時，達到起飛速度v60 m/s，在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重力的在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重力的k倍倍(k0.02)，求飛機受到的牽引力，求飛機受到的牽引力【思路點撥思路點撥】飛機從靜止開始做勻加速運動飛機從靜止開始做勻加速運動,所以可用牛頓運動定律和運動學公式求解，也所以可用牛頓運動定律和運動學公式求解，也可用動能定理求解可用動能定理求解例例3【答案】【答案】1.8104 N變式訓練變式訓練3.一輛汽車以一輛汽車以v16 m/s的速度沿水平路面行駛的速度沿水平路面行駛時，急剎車后能滑行時，急剎車后能滑行s13.6 m，如果以，如果以v28 m/s的速度行駛，在同樣
15、路面上急剎車后滑行的速度行駛，在同樣路面上急剎車后滑行的距離的距離s2應為應為()A6.4 m B5.6 mC7.2 m D10.8 m熱 點 示 例熱 點 示 例 創(chuàng) 新 拓 展創(chuàng) 新 拓 展動能定理求解變力做功動能定理求解變力做功前面已經(jīng)介紹了變力做功計算的四種方法，這前面已經(jīng)介紹了變力做功計算的四種方法，這四種方法從某種意義說都是在已知力和位移的四種方法從某種意義說都是在已知力和位移的條件下，應用功的公式求解若物體在變力作條件下，應用功的公式求解若物體在變力作用下初、末狀態(tài)已知用下初、末狀態(tài)已知,應用動能定理求該力做的應用動能定理求該力做的功較為簡便功較為簡便,這也是計算變力做功的常用方
16、法這也是計算變力做功的常用方法經(jīng)典案例經(jīng)典案例如圖如圖774所示，一質量為所示，一質量為m的的小球，用長為小球，用長為l的輕繩懸掛于的輕繩懸掛于O點，小球在水平點，小球在水平力力F作用下，從平衡位置作用下，從平衡位置P點很緩慢地移到點很緩慢地移到Q點點,則力則力F所做的功為所做的功為()圖圖774AmglcosBFlsinCmgl(1cos) DFlcos【審題指導審題指導】因為是一緩慢過程，故小球時因為是一緩慢過程，故小球時刻處于平衡狀態(tài)又因為力刻處于平衡狀態(tài)又因為力F為變力，無法利用為變力，無法利用功的定義式求解，但可應用動能定理求解功的定義式求解，但可應用動能定理求解【解題樣板解題樣板】由動能定理得由動能定理得WFWG0又又WGmgl(1cos)所以所以WFmgl(1cos)，C正確正確【答案答案】C【題后警示題后警示】(1)變力做功一般不能直接用功變力做功一般不能直接用功的公式求解，可應用動能定理求解的公式求解，可應用動能定理求解(2)所求的變力的功可以是合功，也可以是其中所求的變力的功可以是合功，也可以是其中一個力的功，但動能定理中，合力的功才等于一個力的功，但動能定理中，合力的功才等于動能增量動能增量(3)待求變力的功一般用符號待求變力的功一般用符號W表示，但要分清表示，但要分清是變力的功，還是克服此變力的功是變力的功，還是克服此變力的功
江蘇省海頭高級中學高一物理下學期《第七章 動能和動能定理》課件
