《動能和動能定理》PPT課件.ppt

,【教學目標】一、知識與技能1知道動能的符號和表達式和符號，理解動能的概念，利用動能定義式進行計算，并能比較不同物體的動能；2理解動能定理表述的物理意義，并能進行相關分析與計算；3深化性理解動能定理的物理含義，區(qū)別共點力作用與多物理過程下動能定理的表述；二、過程與方法1掌握利用牛頓運動定律和動學公式推導動能定理；2理解恒力作用下牛頓運動定律理與動能定理處理問題的異同點，體會變力作用下動能定理解決問題的優(yōu)越性；三、情感態(tài)度與價值觀1感受物理學中定性分析與定量表述的關系，學會用數(shù)學語言推理的簡潔美；2體會從特殊到一般的研究方法；,動能,在本章“追尋守恒量”中，已經(jīng)知道,問題：動能的表達式可能與那幾個物理量有關？,動能,尋找動能的表達式？,重力做功WG,重力勢能mgh,彈力做功WF,外力做功W,彈性勢能,動能表達式？,動能,思路,W合-v2圖,結論：合力對物體做的功與物體速度的平方成正比,因此動能的表達式中可能包含v2這個因子,動能,請同學們推導出F做功的表達式,設物體的質量為m，在與運動方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移L，速度由Vl增大到V2試用牛頓運動定律和運動學公式，推導出力F對物體做功的表達式,動能,推導F做功表達式的過程,根據(jù)牛頓第二定律F=ma而v22v122al，即l(v22v12)/2a把F、l的表達式代入WFl，可得F做的功Wma(v22v12)/2a也就是,動能,我們找到了找動能的表達式,動能,動能的表達式,單位：焦耳1kgm2/s2=1Nm=1J,動能,我們對動能的表達式的理解,1、動能是標量，且只有正值2、動能具有瞬時性，在某一時刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動能。3、動能具有相對性，對不同的參考系，物體速度有不同的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都以地面為參考系研究物體的運動。,下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動能相等的是()A甲的速度是乙的2倍，乙的質量是甲的2倍B甲的質量是乙的2倍，乙的速度是甲的2倍C甲的質量是乙的4倍，乙的速度是甲的2倍D質量相同，速度大小也相同，但甲向東運動，乙向西運動,練習,CD,練習,我國在1970年我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，質量為173kg，運動速度為72kms，它的動能是多大?,根據(jù)計算可以得到我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星正常運轉的動能是448X109J,動能定理,我們得到動能的表達式后,可以寫成,力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化,動能定理,動能定理,我們對動能定理的理解,總功,末動能,初動能,動能定理說明了功和能的密切關系，即做功的過程是能量轉化的過程等號并不意味著“功轉化成動能”，而是“功引起動能的變化”。體會“功是能量轉化的量度”,動能定理,我們對動能定理的理解,1、動能定理既適用于恒力作用的過程，也適用于變力作用的過程2、動能定理既適用于物體做直線運動的情況，也適用于物體做曲線運動的情況3、動能定理的研究對象一般是一個物體，也可以是幾個物體組成的系統(tǒng)4、動能定理的計算式是標量式，v為相對同一參考系的速度,一架噴氣式飛機，質量m=5.0103kg，起飛過程中從靜止開始滑跑。當位移為l=5.3102m時，達到起飛速度v=60m/s。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍。求飛機受到的牽引力。（k=0.02）,解：對飛機由動能定理有,啟發(fā)：此類問題，牛頓定律和動能定理都適用，但動能定理更簡潔明了。解題步驟:1、2、3、4,此類問題，牛頓定律和動能定理都適用，但動能定理更簡潔明了。,動能定理的優(yōu)點在哪里呢?,1、動能定理不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題要比牛頓定律方便,2、動能定理能夠解決變力做功和曲線運動問題，而牛頓運動解決這樣一類問題非常困難,例題小結,例題小結,用動能定理解決問題的一般步驟,1明確研究對象、研究過程，找出初末狀態(tài)的速度情況2要對物體進行正確的受力分析，明確各個力的做功大小及正負情況3明確初末狀態(tài)的動能4由動能定理列方程求解，并對結果進行討論,人常說，無論做什么事情只要把握大方向就行了，至于那些細枝末節(jié)就不要去管了。殊不知“千里之堤，潰于蟻穴”，小事不注意往往會釀成大問題。西點軍校前校長潘莫曾指出：“最聰明的人設計出來最偉大的計劃，執(zhí)行的時候還是必須從小處著手，整個計劃的成敗就取決于這些細節(jié)?！本俚刂赋隽讼氤删鸵环聵I(yè)必須從簡單的事情做起，從細微之處入手。如果說不拘小節(jié)擁有的是豁達的人生，那注重細節(jié)的人往往會成就非凡的事業(yè),一輛質量為m、速度為v0的汽車,關閉發(fā)動機后在水平地面滑行了距離l后停了下來，如圖。試求汽車受到的阻力。,解：汽車的初動能、末動能分別為和0，阻力F阻做的功為F阻l。由動能定理，有,得,思考與討論,通過以前的學習我們知道，做功的過程是能量從一種形式轉化為另一種形式的過程在上面的例題中，阻力做功，汽車的動能到哪里去了?,汽車的動能在汽車與地面的摩擦過程中轉化成內(nèi)能，以熱的形式表現(xiàn)出來，使汽車與地面間的接觸面溫度升高,鳥本身速度不快，質量也不大，但相對于飛機來說，由于飛機速度很快，所以它們相互靠近的速度很快，因此，鳥相對飛機的速度很快，具有很大的相對動能，當兩者相撞時，會造成嚴重的空難事故。,3、應用動能定理解題步驟:,小結,1、動能:物體由于運動而具有的能。,2、動能定理:合外力對物體做的總功，等于物體動能的變化。,1)、確定研究對象及運動過程2)、分析物體在運動過程中的受力情況，明確每個力是否做功，是做正功還是負功3)、明確初狀態(tài)和末狀態(tài)的動能，寫出始末狀態(tài)動能的表達式4)、根據(jù)動能定理列原始方程求解。,作業(yè)P74問題與練習2、3、4、5,勿以善小而不為，勿以惡小而為之。,先主（劉備）駕崩，文武官僚，無不哀痛?？酌鳎ㄖT葛亮）率眾官奉梓宮還成都。太子劉禪出城迎接靈柩，安于正殿之內(nèi)。舉哀行禮畢，開讀遺詔。詔曰：“朕初得疾，但下痢耳；后轉生雜病，殆不自濟。朕聞“人年五十，不稱夭壽”。今朕年六十有余，死復何恨？但以卿兄弟為念耳。勉之！勉之！勿以惡小而為之，勿以善小而不為。惟賢惟德，可以服人；卿父德薄，不足效也。卿與丞相從事，事之如父，勿??！勿忘！卿兄弟更求聞達。至囑！至囑！”群臣讀詔已畢。,1.答:a.動能是原來的4倍b.動能是原來的2倍c.動能是原來的8倍d.動能不變。2.解:由動能定理W=EK2-EK1=m(v22-v12)/2,在題目所述的兩種情況下，(v22-v12)較大的，需要做的功較多。速度由10km/h加速到20km/h的情況下：(v22-v12)=(202-102)=300（km/h）2速度由50km/h加速到60km/h的情況下：(v22-v12)=(602-502)=1100（km/h）2可見，后一種情況所做的功比較多。,問題與練習參考解答,3.解:設平均阻力為Ff，根據(jù)動能定理有:Ffcos180=m(v22-v12)/2得Ff=m（v22-v12）/2s=210-3/2510-2(3002-1002)=1.6103N子彈在木板運動5cm時，所受木板的阻力各處不同，題目所說的平均阻力是對這5cm說的。,4.解:人在下滑過程中，重力和阻力做功，設人受到的阻力為Ff，根據(jù)動能定理:mgh-Ffs=mvt2/2解方程得：vt3.46m/s5.解：設人將足球踢出的過程中，人對球做的功為W，從人踢球，到球上升至最大高度的過程中，根據(jù)動能定理有:mgh+W=mvt2/2得:W=1/20.5202+0.51010=150J,課堂訓練,1、關于功和物體動能變化的關系，不正確的說法是()A、有力對物體做功，物體的動能就會變化B、合力不做功，物體的動能就不變C、合力做正功，物體的動能就增加D、所有外力做功代數(shù)和為負值，物體的動能就減少,A,課堂訓練,2、一物體速度由0增加到v,再從v增加到2v,外力做功分別為W1和W2，則W1和W2關系正確的是()A、W1=W2B、W2=2W1C、W2=3W1D、W2=4W1,C,課堂訓練,3、一質量為2kg的滑塊，以4m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，從某一時刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過一段時間，滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?，大小?m/s，在這段時間里水平力做的功為()A.0B.8JC.16JD.32J,A,課堂訓練,4、某同學踢m=0.5kg的足球，使足球獲得10m/s的速度飛出20m遠，該同學對足球做了多少功？,25J,課堂訓練,5、一物體靜止在不光滑的水平面上，已知m=1kg,=0.1，現(xiàn)用水平外力F=2N拉其運動5m后，立即撤去水平外力F，求其還能滑多遠？(g取10m/s2)5m,課堂訓練,6、從離地面H高處落下一只小球，小球在運動過程中所受到的空氣阻力是它重力的k倍，而小球與地面相碰后，能以相同大小的速率反彈，求小球從釋放開始，直至停止彈跳為止，所通過的總路程是多少？,7、如圖所示，一個小滑塊質量為m，在傾角37的斜面上從高為h25cm處由靜止開始下滑，滑到斜面底端時與擋板P發(fā)生彈性碰撞后又沿斜面上滑，若滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)0.25，求滑塊在斜面上運動的總路程,課堂訓練,動能定理的應用小結,應用動能定理解題一般步驟1.明確對象和過程：（通常是單個物體）2.做兩個分析：受力分析運動情況及過程分析,確定初、末速度3.確定各力做功及正負4.建方程：,方法,8、一質量為m的小球，用長為L的輕繩懸掛于O點。小球在水平拉力F作用下，從平衡位置P點很緩慢地移動到Q點，細線偏離豎直方向的角度為，如圖所示。則拉力F做的功是：A.mgLcosB.mgL(1cos)C.FLcosD.FL,課堂訓練,B,9、一輛汽車的質量為m，從靜止開始啟動，沿水平路面前進了x后，達到了最大行使速度vmax，設汽車的牽引力功率保持不變，所受阻力為車重的k倍，求：（1）汽車的牽引力功率（2）汽車從靜止開始到勻速運動所需時間,課堂訓練,10、如圖所示，物體從高為h的斜面體的頂端A由靜止開始滑下，滑到水平面上的B點靜止，A到B的水平距離為S，求：物體與接觸面間的動摩擦因數(shù)（已知：斜面體和水平面都由同種材料制成，未知）,課堂訓練,11、如圖4所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為R=0.8m，BC是水平軌道，長l=3m，BC處的摩擦系數(shù)為=1/15，今有質量m=1kg的物體，自A點從靜止起下滑到C點剛好停止。求物體在軌道AB段所受的阻力對物體做的功。(g=10m/s2),課堂訓練,課堂訓練,13、一個質量為2kg的物體靜止在水平面上，一個水平恒力F推動物體運動了10s鐘，然后撤去推力F，物體又滑行了5s才停下來，物體運動的vt圖像如圖所示，則推力F做的功和摩擦力在后5s內(nèi)做的功分別為多少？,課堂訓練,14、如圖所示，在一塊水平放置的光滑板面中心開一小孔O，穿過一根細繩，細繩的一端用力F的向下拉，另一端系一小球，并使小球在板面上以半徑r做勻速圓周運動?，F(xiàn)開始緩慢地增大拉力F，使小球的運動半徑逐漸減小，若已知拉力變?yōu)?F時，小球的運動半徑恰好減為r/2，求在此過程中，繩子的拉力對小球所做的功。,課堂訓練,15、一個物體以初速度Vol0m/s自斜面底端向上滑行，如圖所示，到達斜面頂端時恰好速度為零，隨后物體向下滑行返回底端時的速度為5m/s，求斜面的高度是多少?若該斜面的傾角30，則物體與斜面間的動摩擦因數(shù)是多少?(取glOms2),課堂訓練,作業(yè),學習報:同步過關測試A/B,