動(dòng)能和動(dòng)能定理課件-高一下學(xué)期物理人教版

第八章機(jī)械能守恒定律第三節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是動(dòng)能，知道力對物體做功和動(dòng)能的關(guān)系。2.會正確推導(dǎo)物體在光滑面上運(yùn)動(dòng)過程中的力對物體做功和動(dòng)能的關(guān)系，理解動(dòng)能定理的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件。3.在具體問題中，能夠利用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題。新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。新課導(dǎo)入物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)？動(dòng)能思考1：光滑水平面上，質(zhì)量為m的物體，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。試求這個(gè)過程中合外力做的功。思考2：粗糙水平面上，質(zhì)量為m的物體，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，已知阻力恒定為f，試求這個(gè)過程中合外力做的功。解：1→2：整理得：

2→3：

(N-1)→N：······

思考3：質(zhì)量為m的物體，沿一段曲線運(yùn)動(dòng)，速度由v1增加到v2，試求解這個(gè)過程中合外力做的功。初態(tài)和末態(tài)的表達(dá)式均為“mv2/2”，這個(gè)“mv2/2”代表什么？W＝mv22－mv12末態(tài)初態(tài)1、定義：3、單位：2、公式：4、標(biāo)量：物體由于物體運(yùn)動(dòng)而具有的能量。焦耳（J）1J=1kg·m2/s2

動(dòng)能遵從代數(shù)運(yùn)算法則（1）動(dòng)能具有相對性，參考系不同，所以動(dòng)能也不同，在沒有特別指明時(shí)，一般都以地面為參考系5、理解：問題：對于質(zhì)量一定的物體動(dòng)能變化，速度是否一定變化？速度變化，動(dòng)能是否一定變化？

vvv否是6.動(dòng)能的變化量：ΔEk=（3）物體的動(dòng)能與速度的大小有關(guān)，而與速度的方向無關(guān)，動(dòng)能是標(biāo)量，且恒為正值。（2）動(dòng)能具有瞬時(shí)性，動(dòng)能是狀態(tài)量，對應(yīng)物體在某一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化，但動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化,(v是瞬時(shí)速度)；

若ΔEk>0，則表示物體動(dòng)能增加若ΔEk<0，則表示物體動(dòng)能減少當(dāng)堂檢測

AC通過以上例題，你發(fā)現(xiàn)功和動(dòng)能之間有什么關(guān)系了嗎？動(dòng)能定理1.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)過程中動(dòng)能的變化。2.公式：外力的總功末狀態(tài)動(dòng)能初狀態(tài)動(dòng)能1、合外力做功。2、外力做功之和。動(dòng)能變化和某一過程（始末狀態(tài)）相對應(yīng)。W合=Ek2

－Ek1=ΔEk(1)合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1，動(dòng)能增大；(2)合力做負(fù)功，即W合＜０，Ek2＜Ek1，動(dòng)能減小。4.動(dòng)能定理的適用范圍：

(1)恒力做功或變力做功；(2)直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)；(3)單個(gè)物體或多個(gè)物體；(4)一個(gè)過程或全過程。3.對動(dòng)能定理表達(dá)式

的說明：W合＝Ek2－Ek15.因果關(guān)系：合力對物體做功是引起物體動(dòng)能變化的原因，合外力做功的過程實(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，用外力做了多少功來量度。

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)過程中，我們是將牛頓第二定律作為已知的知識來考慮，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18研究對象：在高中階段，動(dòng)能定理的研究對象一般是單個(gè)物體。且物體可視為質(zhì)點(diǎn)；或物體有一定的形狀，但上各點(diǎn)速度大小相等，計(jì)算動(dòng)能時(shí)可看作質(zhì)點(diǎn)。否則高中階段無法確定物體的動(dòng)能。（研究對象如果是物體系統(tǒng)，必須考慮內(nèi)力做功）“三同”：a、力對“物體”做功與“物體”動(dòng)能變化中”物體”要相同，即

同一物體b、由于和中的L與v跟參考系的選取有關(guān)，應(yīng)取

同一參考系c、物體做功的“過程”應(yīng)與物體動(dòng)能變化的“過程”一樣，即

同一過程W合

=mv2221

－mv1221

=Ek2

－Ek1

=ΔEk

D例2.關(guān)于動(dòng)能定理的表達(dá)式W=Ek2-Ek1，下列說法正確的是（）A.公式中的W為不包含重力的其他力做的總功B.動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)；適用于恒力做功，但不適用于變力做功C.運(yùn)動(dòng)物體所受合外力不為零，則該物體一定做變速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能要變化D.公式中的Ek2-Ek1為動(dòng)能的增量，當(dāng)W>0時(shí)動(dòng)能增加，當(dāng)W<0時(shí)動(dòng)能減少【解析】A錯(cuò)：動(dòng)能定理的表達(dá)式W=Ek2-Ek1，W指的是合外力所做的功，包含重力做功。B錯(cuò)：動(dòng)能定理適用于任何運(yùn)動(dòng)，既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)，既適用于恒力做功，也適用于變力做功。C錯(cuò)：運(yùn)動(dòng)物體所受合外力不為零，則該物體一定做變速運(yùn)動(dòng)，若合外力方向始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，合外力不做功，動(dòng)能不變。D對：公式中的Ek2-Ek1為動(dòng)能的增量，當(dāng)W>0時(shí)，即Ek2-Ek1>0，動(dòng)能增加，當(dāng)W<0時(shí)，即Ek2-Ek1<0，動(dòng)能減少。當(dāng)堂檢測1.物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能1.內(nèi)容：合力在一個(gè)過程中對物體所做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。動(dòng)能和動(dòng)能定理2.表達(dá)式：動(dòng)能動(dòng)能定理4.標(biāo)量、狀態(tài)量

2.表達(dá)式：W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk3.單位：焦耳（J）

課堂總結(jié)例:一架噴氣式飛機(jī),質(zhì)量m為7.0×104kg,起飛過程中從靜止開始在跑道上滑跑。當(dāng)位移l達(dá)到2.5×103m時(shí)，速度達(dá)到起飛速度80m/s。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)所受重力的1/50。g取10m/s2，求飛機(jī)受到的牽引力的大小。分析：已知飛機(jī)滑跑過程的始、末速度，因而能夠知道它在滑跑過程中增加的動(dòng)能。根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的增加等于牽引為做功和阻力做功的代數(shù)和。如圖，在整個(gè)過程中，牽引力對飛機(jī)做正功、阻力做負(fù)功。由于飛機(jī)的位移和所受阻力已知，因而可以求得牽引力的大小。解：以飛機(jī)為研究對象，設(shè)飛機(jī)滑跑的方向?yàn)閤軸正方向。飛機(jī)的初動(dòng)能Ek1＝0，末動(dòng)能，合力F合做的功根據(jù)動(dòng)能定理,有把數(shù)值代入后得到研究對象確定初末狀態(tài)，分析該過程中各力做的功及動(dòng)能變化。根據(jù)動(dòng)能定理列方程求解。研究過程運(yùn)動(dòng)分析受力分析解題步驟關(guān)鍵：1.正確計(jì)算物體所受外力做的總功；2.明確物體在運(yùn)動(dòng)過程中初、末狀態(tài)的動(dòng)能值。

總結(jié)：動(dòng)能定理不涉及物理運(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)。在處理物理問題時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理。1.

關(guān)于物體的動(dòng)能，下列說法正確的是（）A．物體的質(zhì)量、速度不變，其動(dòng)能一定不變B．物體的動(dòng)能不變，其速度一定不變C．兩個(gè)物體中，速度大的動(dòng)能也大D．某一過程中物體的速度變化，其動(dòng)能一定變化A當(dāng)堂檢測H解：由動(dòng)能定理得mgH=mv2若物體沿高H的光滑曲面從頂端由靜止下滑，結(jié)果如何？仍由動(dòng)能定理得mgH=mv2若由H高處自由下落，結(jié)果如何呢？仍為v=例2.物體沿高H的光滑斜面從頂端由靜止下滑，求它滑到底端時(shí)的速度大小.例3.物體在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由靜止開始運(yùn)動(dòng)，發(fā)生位移s1后即撤去力F，物體由運(yùn)動(dòng)一段距離后停止運(yùn)動(dòng).整個(gè)過程的V–t圖線如圖所示.求推力F與阻力f的比值.Fs1s01234vt解法1.由動(dòng)能定理得WF+Wf=0

即：Fs1+（–fs）=0由V–t圖線知s

：s1=4：1所以F：f=s：s1結(jié)果：F：f=4：1解法2.分段用動(dòng)能定理Fs1s01