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文檔簡介

1、第七節(jié)動能和動能定理第七節(jié)動能和動能定理第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.明確動能的表達(dá)式及其含義明確動能的表達(dá)式及其含義2.會用牛頓運(yùn)會用牛頓運(yùn)動定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)規(guī)律推導(dǎo)出動能定理動定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)規(guī)律推導(dǎo)出動能定理3.理解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(guān)問題及其含義,并能利用動能定理解決有關(guān)問題第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律一、動能的表達(dá)式一、動能的表達(dá)式(閱讀教材閱讀教材P71P72)2單位:單位:國際單位制單位為國際單位制單位為_,1 J1 _1 _.3標(biāo)矢性:標(biāo)矢性:動能是標(biāo)

2、量,只有動能是標(biāo)量,只有_焦耳焦耳Nmkgm2/s2大小大小欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律拓展延伸拓展延伸 (解疑難解疑難)2瞬時(shí)關(guān)系:瞬時(shí)關(guān)系:動能和速度均為狀態(tài)量,二者具有瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)動能和速度均為狀態(tài)量,二者具有瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系系3變化關(guān)系:變化關(guān)系:動能是標(biāo)量動能是標(biāo)量,速度是矢量速度是矢量,當(dāng)動能發(fā)生變化時(shí),當(dāng)動能發(fā)生變化時(shí),物體的速度物體的速度(大小大小)一定發(fā)生了變化,當(dāng)速度發(fā)生變化時(shí),可一定發(fā)生了變化,當(dāng)速度發(fā)生變化時(shí),可能僅是速度方向的變化,物體的動能可能不變能僅是速度方向的變化,物體的動能可能不變欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律1

3、.(1)速度大的物體動能也大速度大的物體動能也大()(2)某物體的速度加倍,它的動能也加倍某物體的速度加倍,它的動能也加倍()(3)兩質(zhì)量相同的物體,動能相同,速度一定相同兩質(zhì)量相同的物體,動能相同,速度一定相同()(4)做勻速圓周運(yùn)動的物體,速度改變,動能不變做勻速圓周運(yùn)動的物體,速度改變,動能不變()欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律二、動能定理二、動能定理(閱讀教材閱讀教材P72P74)1內(nèi)容:內(nèi)容:力在一個(gè)過程中對物體做的功,等于物體在這個(gè)過力在一個(gè)過程中對物體做的功,等于物體在這個(gè)過程中程中_動能的變化動能的變化Ek2Ek1欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第

4、七章機(jī)械能守恒定律拓展延伸拓展延伸 (解疑難解疑難)動能定理的適用范圍動能定理的適用范圍1動能定理既適用于恒力作用過程動能定理既適用于恒力作用過程,也適用于變力作用過程也適用于變力作用過程2動能定理既適用于物體做直線運(yùn)動的情況,也適用于物體動能定理既適用于物體做直線運(yùn)動的情況,也適用于物體做曲線運(yùn)動的情況做曲線運(yùn)動的情況3動能定理的研究對象既可以是單個(gè)物體,也可以是幾個(gè)物動能定理的研究對象既可以是單個(gè)物體,也可以是幾個(gè)物體所組成的一個(gè)系統(tǒng)體所組成的一個(gè)系統(tǒng)4動能定理的研究過程既可以是針對運(yùn)動過程中的某個(gè)子過動能定理的研究過程既可以是針對運(yùn)動過程中的某個(gè)子過程,也可以是針對運(yùn)動的全過程程,也可以

5、是針對運(yùn)動的全過程5表達(dá)式中的表達(dá)式中的v為相對同一參考系的速度沒有特殊說明,為相對同一參考系的速度沒有特殊說明,都是指相對于地面都是指相對于地面欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律2.(1)合外力做功不等于零,物體的動能一定變化合外力做功不等于零,物體的動能一定變化()(2)物體的速度發(fā)生變化,合外力做功一定不等于零物體的速度發(fā)生變化,合外力做功一定不等于零()(3)物體的動能增加,合外力做正功物體的動能增加,合外力做正功()欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律1動能的標(biāo)矢性:動能的標(biāo)矢性:動能是標(biāo)量,只有大小沒有方向動能的動能是標(biāo)量,只有大小沒有方向

6、動能的取值可以為正值或零,但不會為負(fù)值取值可以為正值或零,但不會為負(fù)值2動能的瞬時(shí)性:動能的瞬時(shí)性:動能是狀態(tài)量,描述的是物體在某一時(shí)刻動能是狀態(tài)量,描述的是物體在某一時(shí)刻的運(yùn)動狀態(tài)速度變化時(shí),動能不一定變化,但動能變化的運(yùn)動狀態(tài)速度變化時(shí),動能不一定變化,但動能變化時(shí),速度一定變化時(shí),速度一定變化3動能的相對性:動能的相對性:由于瞬時(shí)速度與參考系有關(guān),所以由于瞬時(shí)速度與參考系有關(guān),所以Ek也與也與參考系有關(guān),在一般情況下,如無特殊說明,則取大地為參參考系有關(guān),在一般情況下,如無特殊說明,則取大地為參考系考系對動能與動能變化量的理解對動能與動能變化量的理解欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第

7、七章機(jī)械能守恒定律4動能與動能變化量是兩個(gè)不同的概念,動能描述的是物體動能與動能變化量是兩個(gè)不同的概念,動能描述的是物體在某一時(shí)刻或某一位置所具有的能量狀態(tài),具有瞬時(shí)性,是在某一時(shí)刻或某一位置所具有的能量狀態(tài),具有瞬時(shí)性,是個(gè)狀態(tài)量動能變化量則是指物體的末動能減去初動能,即個(gè)狀態(tài)量動能變化量則是指物體的末動能減去初動能,即Ek2Ek1,描述的是從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的動能變化,描述的是從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的動能變化量,即對應(yīng)一個(gè)過程量,即對應(yīng)一個(gè)過程欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律 (自選例題,啟迪思維自選例題,啟迪思維)1.關(guān)于對動能的理解,下列說法正確的是關(guān)于對動

8、能的理解,下列說法正確的是()A動能是機(jī)械能的一種表現(xiàn)形式,凡是運(yùn)動的物體都具動能是機(jī)械能的一種表現(xiàn)形式,凡是運(yùn)動的物體都具有動能有動能B相對不同參考系,同一物體運(yùn)動的動能相同相對不同參考系,同一物體運(yùn)動的動能相同C一定質(zhì)量的物體,動能變化時(shí),速度一定變化;但速一定質(zhì)量的物體,動能變化時(shí),速度一定變化;但速度變化時(shí),動能不一定變化度變化時(shí),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)AC欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律2. (2015荊門高一檢測荊門高一檢測)一質(zhì)量為一質(zhì)量為0.

9、1 kg的小球,以的小球,以5 m/s的速度的速度在光滑水平面上勻速運(yùn)動,與豎直墻壁碰撞后以原速率反彈,在光滑水平面上勻速運(yùn)動,與豎直墻壁碰撞后以原速率反彈,若以彈回的速度方向?yàn)檎较?,則小球碰墻過程中速度的變化若以彈回的速度方向?yàn)檎较?,則小球碰墻過程中速度的變化和動能的變化分別是和動能的變化分別是()Av10 m/sBv0CEk1 J DEk0解析解析速度是矢量,故速度是矢量,故vv2v15 m/s(5 m/s)10 m/s.而動能是標(biāo)量,初末狀態(tài)的速度大小相等,故動能相等,而動能是標(biāo)量,初末狀態(tài)的速度大小相等,故動能相等,因此因此Ek0.故選故選A、D.AD欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守

10、恒定律第七章機(jī)械能守恒定律3.下列關(guān)于運(yùn)動物體的合外力做功和動能、速度變化的關(guān)系,下列關(guān)于運(yùn)動物體的合外力做功和動能、速度變化的關(guān)系,正確的是正確的是()A物體做變速運(yùn)動,合外力一定不為零,動能一定變化物體做變速運(yùn)動,合外力一定不為零,動能一定變化B若合外力對物體做功為零,則合外力一定為零若合外力對物體做功為零,則合外力一定為零C物體的合外力做功,它的速度大小一定發(fā)生變化物體的合外力做功,它的速度大小一定發(fā)生變化D物體的動能不變,所受的合外力必定為零物體的動能不變,所受的合外力必定為零解析解析力是改變物體速度的原因,物體做變速運(yùn)動時(shí),合外力是改變物體速度的原因,物體做變速運(yùn)動時(shí),合外力一定不為

11、零,但合外力不為零時(shí),做功可能為零,動能可能力一定不為零,但合外力不為零時(shí),做功可能為零,動能可能不變,不變,A、B錯(cuò)誤物體的合外力做功,它的動能一定變化,錯(cuò)誤物體的合外力做功,它的動能一定變化,速度也一定變化,速度也一定變化,C正確物體的動能不變,所受合外力做功正確物體的動能不變,所受合外力做功一定為零,但合外力不一定為零,一定為零,但合外力不一定為零,D錯(cuò)誤錯(cuò)誤C欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律1對動能定理的理解對動能定理的理解(1)表達(dá)式的理解表達(dá)式的理解公式公式WEk2Ek1中中W是合外力做功,不是某個(gè)力做

12、功,是合外力做功,不是某個(gè)力做功,W可能是正功,也可能是負(fù)功可能是正功,也可能是負(fù)功Ek2、Ek1分別是末動能和初動能,分別是末動能和初動能,Ek2可能大于可能大于Ek1,也可能,也可能小于小于Ek1.(2)因果關(guān)系因果關(guān)系:合外力對物體做功是引起物體動能變化的原因合外力對物體做功是引起物體動能變化的原因合外力做正功時(shí)合外力做正功時(shí),動能增大;合外力做負(fù)功時(shí),動能減小動能增大;合外力做負(fù)功時(shí),動能減小(3)實(shí)質(zhì):是功能關(guān)系的一種具體體現(xiàn)合外力做功是改變物實(shí)質(zhì):是功能關(guān)系的一種具體體現(xiàn)合外力做功是改變物體動能的一種途徑,物體動能的改變可由合外力做的功來度體動能的一種途徑,物體動能的改變可由合外力

13、做的功來度量量對動能定理的理解及簡單應(yīng)用對動能定理的理解及簡單應(yīng)用欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律2應(yīng)用應(yīng)用(1)做變加速運(yùn)動或曲線運(yùn)動的物體常用動能定理研究做變加速運(yùn)動或曲線運(yùn)動的物體常用動能定理研究(2)當(dāng)不涉及加速度、時(shí)間的計(jì)算時(shí),做勻變速直線運(yùn)動的物當(dāng)不涉及加速度、時(shí)間的計(jì)算時(shí),做勻變速直線運(yùn)動的物體也常用動能定理研究體也常用動能定理研究(3)變力做功、多過程等問題可用動能定理分析、計(jì)算變力做功、多過程等問題可用動能定理分析、計(jì)算欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律 (自選例題,啟迪思維自選例題,啟迪思維)1.一輛汽車以一輛汽車以v16 m/

14、s的速度沿水平路面行駛時(shí),急剎車后的速度沿水平路面行駛時(shí),急剎車后能滑行能滑行s13.6 m,如果以,如果以v28 m/s的速度行駛,在同樣的路的速度行駛,在同樣的路面上急剎車后滑行的距離面上急剎車后滑行的距離s2應(yīng)為應(yīng)為()A6.4 m B5.6 mC7.2 m D10.8 m思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥剎車后汽車只受摩擦力作用,汽車做勻減速直剎車后汽車只受摩擦力作用,汽車做勻減速直線運(yùn)動,所以可用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式求解,也可用線運(yùn)動,所以可用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式求解,也可用動能定理求解動能定理求解A欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第

15、七章機(jī)械能守恒定律2. (2015高考新課標(biāo)全國卷高考新課標(biāo)全國卷)如圖,一半徑為如圖,一半徑為R、粗糙程度處、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平一質(zhì)量水平一質(zhì)量為為m的質(zhì)點(diǎn)自的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度點(diǎn)上方高度R處由靜止開始下落,恰好從處由靜止開始下落,恰好從P點(diǎn)進(jìn)點(diǎn)進(jìn)入軌道質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)入軌道質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí),對軌道的壓力為時(shí),對軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小用為重力加速度的大小用W表示質(zhì)點(diǎn)從表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功則中克服摩擦力所做的功則()C欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒

16、定律第七章機(jī)械能守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律D欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)應(yīng)用動能定理解題的一般步驟應(yīng)用動能定理解題的一般步驟(1)選取研究對象選取研究對象(通常是單個(gè)物體通常是單個(gè)物體),明確它的運(yùn)動過程,明確它的運(yùn)動過程(2)對研究對象進(jìn)行受力分析,明確各力做功的情況,求出外對研究對象進(jìn)行受力分析,明確各力做功的情況,求出外力做功的代數(shù)和力做功的代數(shù)和(3)明確物體在初、末狀態(tài)的動能明確物體在初、末狀

17、態(tài)的動能Ek1、Ek2.(4)列出動能定理的方程列出動能定理的方程WEk2Ek1,結(jié)合其他必要的解題,結(jié)合其他必要的解題方程,求解并驗(yàn)算方程,求解并驗(yàn)算欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律典型問題典型問題牛頓第二定律與動能定理的比較牛頓第二定律與動能定理的比較動能定理對應(yīng)的是一個(gè)過程,它只涉及物體初、末狀態(tài)的動動能定理對應(yīng)的是一個(gè)過程,它只涉及物體初、末狀態(tài)的動能和整個(gè)過程中合外力的功,無需注意其中運(yùn)動狀態(tài)變化的能和整個(gè)過程中合外力的功,無需注意其中運(yùn)動狀態(tài)變化的細(xì)節(jié),且涉及的功和能均為標(biāo)量,無方向性,計(jì)算十分方細(xì)節(jié),且涉及的功和能均為標(biāo)量,無方向性,計(jì)算十分方便,因此用動

18、能定理一般比用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式求便,因此用動能定理一般比用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式求解問題要簡便,甚至還能解決它們難以解決的問題解問題要簡便,甚至還能解決它們難以解決的問題欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律范例范例如圖所示,一質(zhì)量為如圖所示,一質(zhì)量為2 kg的鉛球從離地面的鉛球從離地面2 m高處自高處自由下落,陷入沙坑由下落,陷入沙坑2 cm深處,求沙子對鉛球的平均阻力深處,求沙子對鉛球的平均阻力(g取取10 m/s2)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)械能守恒定律答案答案2 020 N感悟總結(jié)感悟總結(jié)(1)某問題若涉及時(shí)間或過程的細(xì)節(jié),要用牛頓某問題若涉及時(shí)間或過程的細(xì)節(jié),要用牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合法去解決運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合法去解決(2)某問題若不考慮具體細(xì)節(jié)、狀態(tài)或時(shí)間,一般要用動能定某問題若不考慮具體細(xì)節(jié)、狀態(tài)或時(shí)間,一般要用動能定理去解決理去解決欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第七章機(jī)械能守恒定律第七章機(jī)

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