人教版高中物理必修二 （動(dòng)能和動(dòng)能定理）機(jī)械能守恒定律教學(xué)課件

動(dòng)能和動(dòng)能定理

復(fù)習(xí)回顧一、重力做的功

重力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)二、重力勢(shì)能重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增大。重力勢(shì)能的相對(duì)性:參考平面(零勢(shì)能面）三、彈性勢(shì)能物體的動(dòng)能跟物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)系物體的質(zhì)量越大，速度越大，它的動(dòng)能就越大。弓箭在弓弦彈力的推動(dòng)下獲得動(dòng)能。彈力越大，速度越大，動(dòng)能越大。這時(shí)彈力對(duì)物體做了功。CONTENTS動(dòng)能01動(dòng)能定理02動(dòng)能質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移l。速度由V1增加到V2恒力F做的功W=Fl牛頓第二定律F=ma勻變速直線運(yùn)動(dòng)

2al=v22-v12動(dòng)能的表達(dá)式表達(dá)式：Ek：物體的動(dòng)能；m：物體的質(zhì)量；v：瞬時(shí)速度焦耳(J)標(biāo)量，無正負(fù)之分單位：量性：1J=1kg·m·s-2·m=1N·m動(dòng)能是狀態(tài)量。因?yàn)樗俣葀是瞬時(shí)速度，所以動(dòng)能具有瞬時(shí)性。動(dòng)能具有相對(duì)性，選擇不同的參考系，物體的速度可能不同，所以物體的動(dòng)能也可能不相同，通常都以地面作為參考系研究物體的動(dòng)能。1.(多選)關(guān)于動(dòng)能的理解，下列說法正確的是()A.動(dòng)能不可能是負(fù)的B.一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化；但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化C.動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)D.一定質(zhì)量的物體的加速度為零，其動(dòng)能不變ABD2016年8月16日，我國成功發(fā)射首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”，它的質(zhì)量為631kg，某時(shí)刻它的速度大小為7.6km/s，此時(shí)它的動(dòng)能是多少？×631×（7.6×103）2J≈1.8×1010J在得到動(dòng)能的表達(dá)式后，可以寫成Ek動(dòng)能是標(biāo)量，沒有負(fù)值。具有瞬時(shí)性和相對(duì)性簡(jiǎn)單總結(jié)：總功等于末動(dòng)能減去初動(dòng)能動(dòng)能定理定義：力在一個(gè)過程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。公式：W=Ek2-Ek1如果物體受到幾個(gè)力的共同作用，動(dòng)能定理中的力對(duì)物體做的功W即為合力做的功，等于各個(gè)力做功的代數(shù)和。FF阻FNmg此時(shí)W指物體所受所有力的總功動(dòng)能定理適用于變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)的情況表達(dá)式的理解（1）動(dòng)能定理中所說的外力，既可以是重力、彈力、摩擦力，也可以是任何其他的力。（2）動(dòng)能定理中的W是指所有作用在物體上的外力的合力做的功，而不是某一力做的功。W可以為正功，也可以為負(fù)功。合力做正功時(shí)，物體的動(dòng)能增加合力做負(fù)功時(shí)，物體的動(dòng)能減少（3）Ek2、Ek1分別為初動(dòng)能和末動(dòng)能，可以Ek2大于Ek1也可以小于Ek1。兩種關(guān)系（1）等值關(guān)系：某物體的動(dòng)能變化量總等于合力對(duì)它做的功。（2）因果關(guān)系：合力對(duì)物體做功是引起物體動(dòng)能變化的原因，合力做功的過程實(shí)質(zhì)上是其他形式的能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過程，轉(zhuǎn)化了多少由合力做了多少功來度量。研究對(duì)象及過程（1）研究對(duì)象:可以是單一物體，也可以是相對(duì)靜止的系統(tǒng)。（2）研究過程:既可以是運(yùn)動(dòng)中的某一段過程，也可以是運(yùn)動(dòng)的全過程。普遍性動(dòng)能定理雖然可根據(jù)牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推出，但動(dòng)能定理本身既適用于恒力作用過程，也適用于變力作用過程，既適用于直線運(yùn)動(dòng)的情況，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)的情況。物體沿直線運(yùn)動(dòng)的關(guān)系如圖所示,已知在第1秒內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為W,則()A.從第1秒末到第3秒末合外力做功為4WB.從第3秒末到第5秒末合外力做功為-2WC.從第5秒末到第7秒末合外力做功為WD.從第3秒末到第4秒末合外力做功為﹣0.75WCD如圖所示，一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固定于O點(diǎn)，將小球拉至A處，彈簧恰好無形變，由靜止釋放小球，它運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)，與A點(diǎn)的豎直高度差為h，速度為v，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則（）A.小球在B點(diǎn)動(dòng)能小于mghB.由A到B小球重力勢(shì)能減少C.由A到B小球克服彈力做功為mghD.小球到達(dá)位置時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為AD有一質(zhì)量為0.2kg的物塊，從長(zhǎng)為4m、傾角為30

光滑斜面頂端處由靜止開始沿斜面滑下，斜面底端和水平面的接觸處為很短的圓弧形，如圖所示。物塊和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，求：(1)物塊在水平面能滑行的距離；(2)物塊克服摩擦力所做的功。(g取10m/s2)解：(1)設(shè)斜面長(zhǎng)度為L(zhǎng)，物塊在水平面上能滑行的距離為l，由動(dòng)能定理得mgLsin30

-μmgl=0-0解得：l=10m(2)設(shè)克服摩擦力所做的功為W，則-W=-μmgl解得：W=4J一、動(dòng)能的表達(dá)式表達(dá)式：二、動(dòng)能定理內(nèi)容：力在一個(gè)過程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。表達(dá)式：課堂小結(jié)THANKS謝謝聆聽§8.1

功和功率

知識(shí)導(dǎo)入：3.當(dāng)起重機(jī)水平方向勻速移動(dòng)重物時(shí)，起重機(jī)對(duì)重物施加力嗎？這個(gè)力做功了嗎？問題：1、起重機(jī)豎直勻速提升重物時(shí)，起重機(jī)對(duì)重物施加力嗎？方向如何？2.這個(gè)力做功嗎？如何計(jì)算？知識(shí)導(dǎo)入：

起重機(jī)豎直勻速提升重物時(shí)，重物運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向一致，則重物受哪些力？這些力做功了嗎？如何計(jì)算？

力對(duì)物體做的功等于力的大小與重物在力的方向上移動(dòng)距離的乘積。

當(dāng)起重機(jī)水平方向勻速移動(dòng)重物時(shí)，受力情況如何？這些力做功了嗎？一、做功的兩個(gè)因素：⑴作用在物體上的力⑵物體在力的方向上移動(dòng)的位移問題1：滑塊在水平力F的作用下前進(jìn)了l

，F(xiàn)對(duì)滑塊做了多少功？lFF問題1：滑塊在水平力F的作用下前進(jìn)了l

，F(xiàn)對(duì)滑塊做了多少功？lFF問題2：滑塊在傾斜力F的作用下前進(jìn)了l

時(shí)，F(xiàn)對(duì)滑塊做了多少功？lFαFαFαF2F1問題2：滑塊在傾斜力F的作用下前進(jìn)了l

時(shí)，F(xiàn)對(duì)滑塊做了多少功？lFαFαFαF2F1問題2：滑塊在傾斜力F的作用下前進(jìn)了l

時(shí)，F(xiàn)對(duì)滑塊做了多少功？lFαFαW1=F1l=Fl

COSαFαF2F1問題2：滑塊在傾斜力F的作用下前進(jìn)了l

時(shí)，F(xiàn)對(duì)滑塊做了多少功？lFαFαW1=F1l=Fl

COSαW2=0FαF2F1問題2：滑塊在傾斜力F的作用下前進(jìn)了l

時(shí)，F(xiàn)對(duì)滑塊做了多少功？lFαFαW1=F1l=Fl

COSαW2=0W=W1+W2W=FlCOSα2、公式：W=Flcosα1、大?。毫?duì)物體所做的功，等于力的大小F、位移的大小l（作用點(diǎn)在物體上）、力的方向與位移方向夾角余弦α這三者的乘積。二、功的計(jì)算：注意：F：恒力l:力的作用點(diǎn)的位移α

：力的方向、位移的方向的夾角二、功的計(jì)算：3、單位：焦耳（焦）符號(hào)：

J１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m4、功是標(biāo)量5、是過程量，功一定要指明是哪個(gè)力對(duì)物體做的功6、總功等于各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和，也就是合力對(duì)物體所做的功。αCOSαW物理意義W=FlcosααCOSαW物理意義α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πCOSα=0COSα＞0COSα＜0W=0W＞0W＜0表示力F對(duì)物體不做功表示力F對(duì)物體做正功表示力F對(duì)物體做負(fù)功W=Flcosα三、正功和負(fù)功：1.正功的意義是：力對(duì)物體做正功，表明此力的效果是促進(jìn)物體的運(yùn)動(dòng)，是動(dòng)力。2.負(fù)功的意義是：力對(duì)物體做負(fù)功，表明此力的效果是阻礙了物體運(yùn)動(dòng)，是阻力。三、正功和負(fù)功：一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，也可說成物體克服這個(gè)力做了功（正值）?！?”、“-”不表示方向相反，僅表示不同做功的效果，比較大小時(shí)，“+”“-”不參與大小的比較，只比較功的絕對(duì)值。

一個(gè)質(zhì)量是m=150kg的雪撬，受到與水平方向成37°角的斜向上拉力F=500N的作用，在水平面上移動(dòng)的距離為L(zhǎng)=5m。物體與地面的滑動(dòng)摩擦力Ff=100N。求拉力F和滑動(dòng)摩擦力Ff做的功,以及雪橇所受合力的總功。例題一：解：拉力做功：

摩擦力做功：因?yàn)橹亓椭С至εc運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以所以Fα起重機(jī)編號(hào)被吊物體重力勻速上升速度上升的高度所用時(shí)間做功大小A2.0×103N4m/s16m4s3.2×104JB4.0×103N3m/s12m4s4.8×104JC1.6×103N2m/s20m10s3.2×104J建筑工地上有三臺(tái)起重機(jī)將重物吊起，下表是它們的工作情況記錄：（1）三臺(tái)起重機(jī)哪臺(tái)做功最多？（2）哪臺(tái)做功快？怎樣比較它們做功的快慢呢？5.物理意義：功率是表示力對(duì)物體做功快慢的物理量。2.公式：：比值法定義4.功率也是標(biāo)量3.功率的單位：瓦特（W）1kW=1000W四、功率：1.定義：如果從開始計(jì)時(shí)到時(shí)刻t這段時(shí)間內(nèi)，力做的功為W，則功W與完成這些功所用的時(shí)間t之比叫做功率。（一）功率：

在日常生活中，我們經(jīng)常說某臺(tái)機(jī)器的功率，或某物體做功的功率，實(shí)際上是指某個(gè)力對(duì)物體做功的功率。

在日常生活中，我們經(jīng)常說某臺(tái)機(jī)器的功率，或某物體做功的功率，實(shí)際上是指某個(gè)力對(duì)物體做功的功率。例如：1、汽車的功率就是汽車牽引力的功率2、起重機(jī)吊起貨物的功率就是鋼繩拉力的功率例題二：關(guān)于功率，下列說法中正確的是（）A、功率是說明做功多少的物理量B、功率是說明力做功快慢的物理量C、做功時(shí)間越長(zhǎng)，功率一定小D、力做功越多，功率一定大B已知公式，又有所以有又因?yàn)?，于是上式也可寫?.平均功率：描述一段時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢表達(dá)式：（1）（2）

(v:平均速度;α:力的方向與平均速度的方向的夾角）（二）平均功率和瞬時(shí)功率：2.瞬時(shí)功率：描述某一時(shí)刻做功的快慢表達(dá)式：（1）（

t→0）（2）（v：瞬時(shí)速度；α：力的方向與瞬時(shí)速度方向的夾角）（二）平均功率和瞬時(shí)功率：思考：若F與v同向，則P=Fv.從P=Fv可以看出，汽車等交通工具和起重器械，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P一定時(shí)，牽引力F與速度v成反比。你認(rèn)為應(yīng)該怎樣增大它的牽引力呢？1、額定功率：是指機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值．2、實(shí)際功率：是指機(jī)器在工作中實(shí)際輸出的功率．3、機(jī)器不一定在額定功率下工作，機(jī)器正常工作時(shí)實(shí)際功率總是小于或等于額定功率，機(jī)器只能在短暫時(shí)間內(nèi)實(shí)際功率略大于額定功率，但不允許長(zhǎng)時(shí)間超過額定功率．（三）額定功率和實(shí)際功率：已知該車最大功率為170kW，在水平路面上行駛時(shí)受到的阻力為5000N。（1）汽車在額定功率下勻速行駛時(shí)的速度是多少？解：（1）汽車在路面勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力。根據(jù)公式，可得例題三：已知該車最大功率為170kW，在水平路面上行駛時(shí)受到的阻力為5000N。（2）假設(shè)汽車勻速行駛速度為54km/h時(shí)所受阻力不變，則此時(shí)汽車的實(shí)際功率為多少？解：（2）當(dāng)汽車速度時(shí)，有