高一物理必修2 7.7《動(dòng)能和動(dòng)能定理》課件4（人教版）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 動(dòng)能 動(dòng)能定理 學(xué)習(xí)目標(biāo) 4 會(huì)用動(dòng)能定理解決力學(xué)題 知道用動(dòng)能定理解題的步驟 2 理解動(dòng)能定理 知道動(dòng)能定理的適用條件 會(huì)用動(dòng)能定理進(jìn)行計(jì)算 3 理解動(dòng)能定理的推導(dǎo)過(guò)程 1 概念 物體由于運(yùn)動(dòng)具有的能量叫做動(dòng)能 一 動(dòng)能 研究課本7 10實(shí)驗(yàn) 想一想 動(dòng)能與哪些因素有關(guān) 實(shí)驗(yàn)表明 物體的運(yùn)動(dòng)速度越快 質(zhì)量越大 動(dòng)能越大 2 定義 物理學(xué)中把物體的質(zhì)量與它的速度平方乘積的一半定義為物體的動(dòng)能 用Ek表示 即 定義式 3 性質(zhì) 動(dòng)能是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量 動(dòng)能是標(biāo)量 只有大小 沒(méi)有方向 單位 焦耳 J 1 關(guān)于動(dòng)和能的關(guān)系 正確的是 A 能是物體具有做功的本領(lǐng)B 功是能量轉(zhuǎn)化的量度C 功是在物體狀態(tài)發(fā)生變化過(guò)程中的過(guò)程量 能是物體的狀態(tài)量 D 動(dòng)和能具有相同的單位 它們的意義完全相同 2 對(duì)于一定質(zhì)量的物體 正確的說(shuō)法是 A 物體質(zhì)量發(fā)生變化 動(dòng)能也一定變化 B 物體速度不變 動(dòng)能也一定不變 C 物體動(dòng)能發(fā)生變化 速度也一定變化 D 物體動(dòng)能不變 速度也一定不變 練習(xí) 1 內(nèi)容 合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化 2 推導(dǎo) 二 動(dòng)能定理 3 數(shù)學(xué)表達(dá)式 W合 Ek Ek末 Ek初 Ek是物體動(dòng)能的增量 Ek 0時(shí) 動(dòng)能增加 Ek 0時(shí) 動(dòng)能減少 4 含義 動(dòng)能定理反映了 力對(duì)空間的積累效果使物體的動(dòng)能發(fā)生變化 W合為外力做功的代數(shù)和 三 動(dòng)能定理的討論 W合 Ek Ek末 Ek初 動(dòng)能定理說(shuō)明外力功是物體動(dòng)能變化的量度 其外力可以是一個(gè)力 也可以是幾個(gè)力的合力 若W 0 Ek2 Ek1 0 即Ek2 Ek1 說(shuō)明外力為動(dòng)力 在動(dòng)力作用下物體作加速運(yùn)動(dòng) 即外力對(duì)物體做正功 它的值等于物體動(dòng)能的增加量 反之表示外力作負(fù)功 它的值等于物體動(dòng)能的減小量 動(dòng)能定理只涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各外力做功的代數(shù)和及物體初末兩狀態(tài)的動(dòng)能 而不考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的各細(xì)節(jié)情況 如a t等 因此應(yīng)用動(dòng)能定理解題比較方便 尤其是物體在變力情況下 若W 0 即Ek2 Ek1 表示外力對(duì)物體不作功 物體的功能是守恒的 四 動(dòng)能定理的應(yīng)用 應(yīng)用范圍 可用于恒力 也可用于變力既適用于直線運(yùn)動(dòng) 也適用于曲線運(yùn)動(dòng) 應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟 確定研究對(duì)象 明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 并建立好模型 分析物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況 明確各個(gè)力是否做功 是正功還是負(fù)功 明確初狀態(tài)和末狀態(tài)的動(dòng)能 可分段 亦可對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程 用W總 Ek Ek2 Ek1列方程求解 應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟 例2 用拉力F拉一個(gè)質(zhì)量為m的木箱由靜止開(kāi)始在水平冰道上移動(dòng)了S 拉力F跟木箱前進(jìn)的方向的夾角為 木箱與冰道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 求木箱獲得的速度 例1 一架飛機(jī) 質(zhì)量m 5 0 103Kg 起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑跑的路程為S 5 3 102m時(shí) 達(dá)到起飛速度v 60m s 在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是重量的0 02倍 求飛機(jī)受到的牽引力 例3 物體從高出地面H處自由落下 不計(jì)空氣阻力 落至地面掉入沙坑h停止 求物體在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍 解法一 分過(guò)程處理解法二 整體法 例4 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)恒力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 速度達(dá)到V 然后換成一個(gè)方向相反大小為3F的恒力作用 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn) 求質(zhì)點(diǎn)回到原出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度 用動(dòng)能定理解決變力做功的方法 一般不直接求功 而是先分析動(dòng)能變化 再由動(dòng)能定理求功 例1 從高為h處水平地拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球 落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)水平距離為s 求拋球時(shí)人對(duì)球所做的功 分析和解答 本題中人對(duì)球做的功不能用Fs求出 只能通過(guò)做功等于小球動(dòng)能的變化這個(gè)關(guān)系求 小球初速度為零 拋出時(shí)末速度即平拋運(yùn)動(dòng)的初速度 v s t 所以拋球時(shí)所做的功為 W mv2 2 0 ms2g 4h 練習(xí) 質(zhì)量為m的汽車 啟動(dòng)后在發(fā)動(dòng)機(jī)的功率保持不變的條件下行駛 經(jīng)時(shí)間t前進(jìn)距離為s后 速度達(dá)量大值v 若行駛中受到的阻力大小不變 求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率 例2 如圖4 12所示 質(zhì)量為m的物體靜放在水平光滑的平臺(tái)上 系在物體上的繩子跨過(guò)光滑的定滑輪由地面以速度v0向右勻速走動(dòng)的人拉著 設(shè)人從地面上且從平臺(tái)的邊緣開(kāi)始向右行至繩和水平方向成30 角處 在此過(guò)程中人所做的功為 A mv02 2 B mv02 C 2mv02 3 D 3mv02 8 可見(jiàn) 用動(dòng)能定理解決變力做功是一種常用方法 解此類問(wèn)題關(guān)鍵是分清各力做功情況和初末動(dòng)能 1 動(dòng)能定理的另一種表示 W合 W1 EK 2 運(yùn)用動(dòng)能定理對(duì)復(fù)雜過(guò)程列式求解的方法 分段列式法 全程列式法 例1 質(zhì)量為1kg物體與水平面間摩擦力為5N 在10N水平力作用下由靜止開(kāi)始前進(jìn)2m后撤去外力 再前進(jìn)1m 此時(shí)物體仍在運(yùn)動(dòng) 其速度為多大 物體最終停止運(yùn)動(dòng) 其經(jīng)過(guò)的全部位移為多大 可見(jiàn) 物體運(yùn)動(dòng)有幾個(gè)過(guò)程時(shí) 對(duì)全程列式較簡(jiǎn)單 對(duì)全程列式時(shí) 關(guān)鍵是分清整個(gè)過(guò)程有哪些力做功 且各力做功應(yīng)與位移對(duì)應(yīng) 并確定初末態(tài)動(dòng)能 練習(xí) 如圖質(zhì)量為m的物體從高為h斜面由靜止滑下 然后在水平面上滑行一段距離后停下來(lái) 已知傾角為 動(dòng)磨擦因素為 求物體滑行的距離 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全