高中物理必修二動(dòng)能與動(dòng)能定理課件

7動(dòng)能和動(dòng)能定理知識(shí)回顧彈性勢(shì)能由于物體發(fā)生彈性形變且物體間有彈力相互作用而具有的能彈性勢(shì)能定義：Ep=?kx2標(biāo)量彈力做負(fù)功→彈性勢(shì)能增減符號(hào)：彈力做正功→彈性勢(shì)能減小焦耳→J單位：Ep重力勢(shì)能定義：定義由于物體被舉高而具有的能表達(dá)式重力勢(shì)能：Ep=mgh彈性勢(shì)能：重力勢(shì)能：彈性勢(shì)能：矢量性勢(shì)能與力做功的關(guān)系重力做正功→重力勢(shì)能減小重力做負(fù)功→重力勢(shì)能增加重力勢(shì)能運(yùn)用類比方法相對(duì)0勢(shì)能面而言相對(duì)彈簧原長(zhǎng)而言該處勢(shì)能為0能量機(jī)械能主要研究勢(shì)能動(dòng)能重力勢(shì)能彈性勢(shì)能主要研究概念定義表達(dá)式矢量性符號(hào)和單位力做功與其變化關(guān)系概念定義表達(dá)式矢量性符號(hào)和單位合力做功與其變化關(guān)系龍卷風(fēng)海嘯風(fēng)力發(fā)電與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)思考：物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)？是什么樣的關(guān)系？一、探究動(dòng)能的表達(dá)式重力做功WG重力勢(shì)能mgh彈力做功WF外力做功w彈性勢(shì)能kx2/2動(dòng)能表達(dá)式？動(dòng)能推導(dǎo)F做功表達(dá)式的過程W=FLL=

(v22

－v12

)/2aa=F/mW=?m為物體的質(zhì)量v為物體的瞬時(shí)速度單位：焦耳（J）Ek＝mv2二.動(dòng)能我們對(duì)動(dòng)能的表達(dá)式Ek＝mv2/2的理解1、動(dòng)能是標(biāo)量，且只有正值，動(dòng)能只與物體的速度大小有關(guān)，與速度方向無關(guān)。2、動(dòng)能是狀態(tài)量.V是瞬時(shí)速度。在某一時(shí)刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動(dòng)能。3、動(dòng)能具有相對(duì)性，對(duì)不同的參考系，物體速度有不同的瞬時(shí)值，也就具有不同的動(dòng)能，一般都以地面為參考系研究物體的運(yùn)動(dòng)。我們知道，運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的。當(dāng)鳥兒與飛機(jī)相對(duì)而行時(shí)，雖然鳥兒的速度不是很大，但是飛機(jī)的飛行速度很大，這樣對(duì)于飛機(jī)來說，鳥兒的速度就很大。速度越大，撞擊的力量就越大。比如一只0.45千克的鳥，撞在速度為每小時(shí)80千米的飛機(jī)上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生1500牛頓的力，要是撞在速度為每小時(shí)960千米的飛機(jī)上，那就要產(chǎn)生21.6萬牛頓的力。如果是一只1.8千克的鳥撞在速度為每小時(shí)700千米的飛機(jī)上，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大。所以渾身是肉的鳥兒也能變成擊落飛機(jī)的“炮彈”。

1962年11月，赫赫有名的“子爵號(hào)”飛機(jī)正在美國馬里蘭州伊利奧特市上空平穩(wěn)地飛行，突然一聲巨響，飛機(jī)從高空栽了下來。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場(chǎng)空中悲劇的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鵝。鳥擊落飛機(jī)

對(duì)動(dòng)能相對(duì)性的理解鳥本身速度不快，質(zhì)量也不大，但相對(duì)于飛機(jī)來說，由于飛機(jī)速度很快，所以它們相互靠近的速度很快，因此，鳥相對(duì)飛機(jī)的速度很快，具有很大的相對(duì)動(dòng)能，當(dāng)兩者相撞時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的空難事故。試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動(dòng)能：(除題意中提到的物理量外，其他物理情況相同)總結(jié)：動(dòng)能是標(biāo)量，與速度方向無關(guān)；動(dòng)能與速度的平方成正比，因此速度對(duì)動(dòng)能的影響更大。①物體甲的速度是乙的兩倍；②物體甲向北運(yùn)動(dòng)，乙向南運(yùn)動(dòng)；③物體甲做直線運(yùn)動(dòng)，乙做曲線運(yùn)動(dòng)；④物體甲的質(zhì)量是乙的一半。W＝Ek2－Ek1=△Ek改寫合外力在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。W＝mv22－mv12三.動(dòng)能定理動(dòng)能是標(biāo)量，只有正值，但△Ek有正負(fù)之分。當(dāng)外力做正功時(shí)，W>0，故△Ek>0，即Ek2>Ek1動(dòng)能增加。當(dāng)外力做負(fù)功時(shí)，W<0，故△Ek<0，即Ek2<Ek1動(dòng)能減少。多個(gè)力作用W合＝Ek2－Ek1W合＝Ek2－Ek1W合＝mv22/2－mv12/2W=W1+W2+W3+…W=F合lcosα舉例說明上一節(jié)課做實(shí)驗(yàn)探究物體速度與力做功之間的關(guān)系時(shí)，曾經(jīng)采用的一種方法是平衡摩擦力，實(shí)際上這時(shí)小車受到的橡皮筋的拉力就等于物體所受的合力．一架飛機(jī)在牽引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速運(yùn)動(dòng)．速度越來越大，動(dòng)能越來越大．這個(gè)過程中是牽引力和阻力都做功，牽引力做正功，阻力做負(fù)功，牽引力和阻力的合力做了多少功，飛機(jī)的動(dòng)能就變化了多少．對(duì)動(dòng)能定理的理解1、當(dāng)外力做正功時(shí)，W>0，故Ek2>Ek1，即動(dòng)能增加當(dāng)外力做負(fù)功時(shí)，W<0，故Ek2<Ek1，即動(dòng)能減少2、對(duì)狀態(tài)與過程關(guān)系的理解功是伴隨一個(gè)物理過程而產(chǎn)生的，是過程量；而動(dòng)能是狀態(tài)量。動(dòng)能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。3、適用范圍：既適用于恒力做功，也適用于變力做功；既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用動(dòng)能定理解題一般步驟（尤其是變力功、曲線運(yùn)動(dòng)）：1.明確對(duì)象和過程：（通常是單個(gè)物體）2.作二分析：⑴受力分析，確定各力做功及其正負(fù)⑵確定初、末速度,明確初末狀態(tài)的動(dòng)能3.由動(dòng)能定理列方程：W合＝mv22/2－mv12/2例:一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量m=5×103kg，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s=5.3×102m時(shí)，達(dá)到起飛的速度v=60m/s，在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍（k=0.02），求飛機(jī)受到的牽引力。v0

=0m/sv

=

60m/ss=5.3×102mFfNGsFf例1、一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為時(shí)，達(dá)到起飛速度。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍（k=0.02）。求飛機(jī)受到的牽引力F。應(yīng)用1：恒力+直線運(yùn)動(dòng)GFN1找對(duì)象（常是單個(gè)物體）解：對(duì)飛機(jī)由動(dòng)能定理有啟發(fā)：此類問題，牛頓定律和動(dòng)能定理都適用，但動(dòng)能定理更簡(jiǎn)潔明了。sF1F23確定各力做功4運(yùn)動(dòng)情況分析5建方程2受力分析例4、在h高處，以初速度v0向水平方向拋出一小球，不計(jì)空氣阻力，小球著地時(shí)速度大小為（）C應(yīng)用2：恒力+曲線運(yùn)動(dòng)不涉及物理運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和時(shí)間，而只與物體的初末狀態(tài)有關(guān)，在涉及有關(guān)的力學(xué)問題，優(yōu)先應(yīng)用動(dòng)能定理。一質(zhì)量為

m的小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛于O點(diǎn)。小球在水平拉力F作用下，從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，細(xì)線偏離豎直方向的角度為θ，如圖所示。則拉力F做的功是：A.mgLcosθB.mgL(1－cosθ)C.FLcosθD.FL應(yīng)用3：變力做功fGG

Hh分析：小球的下落過程根據(jù)受力情況可分為兩段：應(yīng)用4：多過程1.一球從高出地面H處由靜止自由落下，不考慮空氣阻力，落到地面后并深入地面h深處停止，若球的質(zhì)量為m，求：球在落入地面以下的過程中受到的平均阻力。因此可以分兩段求解，也可以按全過程求解接觸地面前做自由落體運(yùn)動(dòng)，只受重力G作用；接觸地面后做減速運(yùn)動(dòng)，受重力G和阻力f作用。接觸地面前（2）全過程：解：以球?yàn)檠芯繉?duì)象，在下落的過程中受力如圖，根據(jù)動(dòng)能定理有解得：（1）分段求解設(shè)小球在接觸地面時(shí)的速度為v，則接觸地面后GfG

Hh課堂小結(jié)一、動(dòng)能

1、定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能

2、表達(dá)式：

3、單位：焦耳（J）二、動(dòng)能定理

1、內(nèi)容：合力所做的功等于物體動(dòng)能的變化

2、表達(dá)式：返回EK=2122121mvmvw2-=合

足球運(yùn)動(dòng)員用力踢質(zhì)量為0.3kg的靜止足球，使足球以10m/s的速度飛出，假定腳踢足球時(shí)對(duì)足球的平均作用力為400N，球在水平面上運(yùn)動(dòng)了20m后停止，那么人對(duì)足球做的功為：

A、8000JB、4000JC、15JD、無法確定變力功高考是怎樣考的

一物塊由靜止開始從粗糙斜面上的某點(diǎn)加速下滑到另一點(diǎn)，在此過程中重力對(duì)物塊做的功等于（05遼寧）：

A．物塊