8.3 動(dòng)能和動(dòng)能定理-人教版（2019）高中物理必修第二冊(cè)課件

第八章機(jī)械能守恒定律第3節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理物體的動(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。炮彈在炮筒內(nèi)推力的作用下速度越來(lái)越大，動(dòng)能增加。這種情況下推力對(duì)物體做了功。你還能舉出其他例子，說(shuō)明動(dòng)能和力做的功有關(guān)嗎?這對(duì)于定量研究動(dòng)能有什么啟發(fā)呢?一、動(dòng)能的表達(dá)式情境:如圖所示，設(shè)某物體的質(zhì)量為m，在與運(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做功思考：“

”是否具有特殊意義的物理量？

1.概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能。物體的動(dòng)能等于物體的質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半。2.表達(dá)式：3.單位：焦（J）4.對(duì)動(dòng)能的理解(1)動(dòng)能是標(biāo)量，沒(méi)有負(fù)值，與物體的速度方向無(wú)關(guān)．(2)動(dòng)能是狀態(tài)量，具有瞬時(shí)性，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(或某一時(shí)刻的速度)相對(duì)應(yīng)．(3)動(dòng)能具有相對(duì)性，選取不同的參考系，物體的速度不同，動(dòng)能也不同，一般以地面為參考系．5.物體動(dòng)能的變化：2016年8月16日，我國(guó)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?二、動(dòng)能定理1.內(nèi)容：力（合力）)在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。2.表達(dá)式：3.公式中各量的物理意義,“增量”是末動(dòng)能減初動(dòng)能．ΔEK＞0表示動(dòng)能增加，ΔEK＜0表示動(dòng)能減?。顟B(tài)動(dòng)能初狀態(tài)動(dòng)能4.適用條件：直線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)恒力做功變力做功例題1鹽通高鐵于2020年12月底開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，這將極大方便鹽城市民出行。假設(shè)某同學(xué)乘坐高鐵時(shí)，通過(guò)觀測(cè)車(chē)用內(nèi)電子屏上顯示的列車(chē)速度和手機(jī)顯示的時(shí)間進(jìn)行科學(xué)探究，發(fā)現(xiàn)在50s時(shí)間內(nèi)，列車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度從70m/s增加到80m/s。若列車(chē)的質(zhì)量為4.0×105kg。求列車(chē)：(1)速度為70m/s時(shí)的動(dòng)能；(2)在50s內(nèi)所受合外力的大小。(1)9.8×108J；(2)8×104N例題2在一些影視劇中經(jīng)常能看到一些特技表演。如圖所示，有一高臺(tái)離地面的高度，一特技演員騎摩托車(chē)從坡底由靜止出發(fā)，沖上高臺(tái)后以某一速度水平飛出，在水平地面上的落點(diǎn)到高臺(tái)邊沿的水平距離。已知摩托車(chē)從坡底沖上高臺(tái)的過(guò)程歷時(shí)，人和車(chē)的總質(zhì)量，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度大小。求：(1)摩托車(chē)水平飛出高臺(tái)時(shí)的速度大??；(2)摩托車(chē)在沖上高臺(tái)的過(guò)程中克服摩擦阻力所做的功。（1）（2）(1)明確研究對(duì)象及所研究的物理過(guò)程。(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并確定各力所做的功，求出這些力的功的代數(shù)和。(4)求解方程、分析結(jié)果。應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟：(3)確定始、末狀態(tài)的動(dòng)能（未知量用符號(hào)表示），根據(jù)動(dòng)能定理列出方程。W合＝Ek2－Ek1演繹推理是從一般性結(jié)論推出個(gè)別性結(jié)論的方法，即從已知的某些一般原理、定理、法則、公理或科學(xué)概念出發(fā)，推出新結(jié)論的一種思維活動(dòng)。比如，在“動(dòng)能定理”的推導(dǎo)過(guò)程中，其出發(fā)點(diǎn)是將牛頓第二定律作為已知的知識(shí)來(lái)考慮，然后經(jīng)歷一系列數(shù)學(xué)推導(dǎo)，從而得到新的結(jié)論——?jiǎng)幽芏ɡ?。演繹推理牛頓第二定律與動(dòng)能定理的比較

牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合法動(dòng)能定理適用條件只能研究在恒力作用下物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況對(duì)于物體在恒力或變力作用下，物體做直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)均適用應(yīng)用方法要考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的每一個(gè)細(xì)節(jié)只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動(dòng)能運(yùn)算方法矢量運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算相同點(diǎn)確定研究對(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析應(yīng)用動(dòng)能定理的兩種方法1.分過(guò)程法：把運(yùn)動(dòng)過(guò)程分成兩個(gè)或多個(gè)過(guò)程，分別應(yīng)用動(dòng)能定理列式計(jì)算。每個(gè)過(guò)程都要受力分析，運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，每個(gè)力做功是多少、正功還是負(fù)功，都要分析清楚。前后兩個(gè)過(guò)程的末速度和初速度可認(rèn)為相同。2.全過(guò)程法：選取初狀態(tài)和末狀態(tài)，把整個(gè)過(guò)程的動(dòng)能定理列式求解。全國(guó)受力分析更要嚴(yán)謹(jǐn)，不能出錯(cuò)，合力的功即總功的計(jì)算必須求對(duì)，確保全過(guò)程動(dòng)能定理列式正確。當(dāng)堂演練1如圖所示，無(wú)人機(jī)在空中勻速上升時(shí)，不斷增加的能量是（）A．動(dòng)能

B．動(dòng)能、重力勢(shì)能C．重力勢(shì)能、機(jī)械能

D．動(dòng)能、重力勢(shì)能、機(jī)械能C如圖所示，ABC和ABD為兩個(gè)光滑固定軌道，AB、E在同一水平面，C、D、E在同一豎直線上，D點(diǎn)距水平面的高度為5m，C點(diǎn)的高度為10m，一滑塊從A點(diǎn)以初速度v0分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出。要求從C點(diǎn)拋出時(shí)的射程比從D點(diǎn)拋出時(shí)的小，則滑塊在A點(diǎn)的初速度大小可能為（g=10m/s2）（）當(dāng)堂演練2A12m/sB．14m/s C．16m/s D．18m/sC（多選）如圖甲所示，靜止在水平地面上的物塊A，受到水平拉力F的作用，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面之間的最大靜摩擦力fm大小與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則（）當(dāng)堂演練3A．0~t1時(shí)間內(nèi)力F的功率逐漸增大B．t2~t3時(shí)間內(nèi)物塊A做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)C．t3時(shí)刻物塊A的動(dòng)能最大D．t3時(shí)刻后物體做反方向運(yùn)動(dòng)BC從地面豎直向上拋出一物體，物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中除受到重力外，還受到一個(gè)大小不變、方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反的外力f的作用。距地