动能和动能定理2.ppt

动能和动能定理动能和动能定理重点：动能的表达式重点：动能的表达式难点：对动能定理的理解及应用难点：对动能定理的理解及应用 动能与质量和速度动能与质量和速度的定量关系如何呢？的定量关系如何呢？一架在水平跑道上的飞机在牵引力的作一架在水平跑道上的飞机在牵引力的作用下（不记阻力），在起飞跑道上加速用下（不记阻力），在起飞跑道上加速运动，速度越来越大，问：运动，速度越来越大，问：（1）从力与运动方面分析，哪些物理）从力与运动方面分析，哪些物理量有变化？量有变化？（2 2）从功、能方面分析，什么力在做功，）从功、能方面分析，什么力在做功，什么能发生了变化？飞机动能变化的原什么能发生了变化？飞机动能变化的原因是什么因是什么? ? 水平面上一物体质量为水平面上一物体质量为m m，在与运动，在与运动方向相同的恒力方向相同的恒力F F作用下物体发生一段作用下物体发生一段位移位移L L，速度由，速度由 增加到增加到 ( (如图如图) )，12FFV1V2L1.此过程中力此过程中力F做的功是多少？做的功是多少？2.若此过程中位移未知，如何求力若此过程中位移未知，如何求力F的的功功?（水平面光滑）（水平面光滑）212221222122212221212)(22mvmvWavvmaWFFLWLFavvLaLvvmaFFLWF即做的功可得力，的表达式代入、把由运动学公式有根据牛顿第二定律有：做的功为此过程中，力力力F做的功等于做的功等于“ ”的变化。的变化。221mv 所以物理学上就把所以物理学上就把 这个具有特定意这个具有特定意义的物理量叫义的物理量叫动能动能。221mv结结 论：论：21222121mvmvW合力合力F F做的功做的功：文字叙述：重力做的功等于文字叙述：重力做的功等于“mgh”“mgh”的变化，的变化，这个量就是重力势能这个量就是重力势能重力的功重力的功：WGmghmgh1mgh2 （h=h1h2）Ek动能的表达式：221mvkE 1.单位：焦耳（单位：焦耳（J）2.矢标性：标量矢标性：标量 正正值值 3.状态量状态量 一一.动能动能kE 我国在我国在19701970年发射的第一颗人造地球年发射的第一颗人造地球卫星，质量为卫星，质量为160Kg,160Kg,做匀速圆周运动的速做匀速圆周运动的速度为度为7.0km/s7.0km/s，它的动能是多少？，它的动能是多少？ 关于动能的理解，下列说法正确的是：关于动能的理解，下列说法正确的是：A A、动能不变的物体，一定处于平衡状态动能不变的物体，一定处于平衡状态B B、动能不可能是负的动能不可能是负的C C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化变化；但速度变化时，动能不一定变化D D、一定质量的、一定质量的物体的加速度为零，其动能不物体的加速度为零，其动能不变变随堂练习21222121mvmvW 有了动能的表达式后，前面我们推出的有了动能的表达式后，前面我们推出的就可以写成就可以写成12KKEEW这个式子表明什么问题呢这个式子表明什么问题呢? ?请你用文字叙述一请你用文字叙述一下。下。表明：力（合外力）在一个过程中对物体所做的功，表明：力（合外力）在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。等于物体在这个过程中动能的变化。 这个结这个结 论就叫论就叫做做动能定理动能定理。二、动能定理二、动能定理内容：力（合力）内容：力（合力）) )在一个过程中对物体做的在一个过程中对物体做的功功，等于，等于物体在这个过程中物体在这个过程中动能的变化动能的变化。1.1.物体动能的变化：物体动能的变化：122 2. 表达式：表达式：12-总W3.3.公式中各量的物理意义公式中各量的物理意义12总W外力的总功外力的总功末状态动能末状态动能 初状态动能初状态动能1、合合外力做功。外力做功。2、外力做功之、外力做功之和和。动能动能变化变化和某一过程（始末状态）相对应和某一过程（始末状态）相对应。“=”“=”反映了动能的变化用合外力对物反映了动能的变化用合外力对物体所做的功来量度。体所做的功来量度。1.1.当力对物体做正功时，物体动能如当力对物体做正功时，物体动能如何变化？何变化？2.2.当力对物体做负功时，物体动能如当力对物体做负功时，物体动能如 何变化？何变化？ 物体动能增加物体动能增加物体动能减少物体动能减少例例1.一架喷气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量5103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的位移，起飞过程中从静止开始滑跑的位移为为L500时，达到起飞速度时，达到起飞速度60/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的飞机重量的0.02倍倍(0.02)，求飞机受，求飞机受到的牵引力。到的牵引力。三三. .应用应用解：解：由匀变速直线运动的速度位移关系有：由牛顿第二定律有：根据题意中已知条件：解法二：用牛顿运动定律和解法二：用牛顿运动定律和 运动学公式求解运动学公式求解La2-202maFF阻牵NmgF100002. 0阻把已知代入上面的式子解得：NF4108.1牵解法一：运用动能定理求解解法一：运用动能定理求解解：解：飞机的初动能 ，末动能 ；合力F做的功012221mvFLW根据动能定理： 于是有： 12W0212mvFL合力F为牵引力F F牵与F F阻之差：阻牵FFF-把已知条件代入上面的式子得：NF4108.1牵 如果飞机在此过程中，速度由30m/s增加到50m/s，其位移是多少？21222121)(mvmvLfF将质量m2 kg的金属小球从离地面H2 m的高处由静止释放，落入泥潭并陷入泥中h5 cm深处，不计空气阻力，g取10 m/s2.求泥潭对金属小球的平均阻力大小例2【思路点拨思路点拨】解答本题时应把握以下三点：解答本题时应把握以下三点：(1)明确小球的运动分为两个阶段明确小球的运动分为两个阶段(2)分析小球在两个阶段的受力情况分析小球在两个阶段的受力情况(3)可以有多种做法可以有多种做法hHmgmgf 【答案答案】820 N【方法总结方法总结】从本例提供的三种解法可从本例提供的三种解法可以看出，在不涉及加速度和时间的问题中，以看出，在不涉及加速度和时间的问题中，应用动能定理求解比应用牛顿第二定律与运应用动能定理求解比应用牛顿第二定律与运动学公式求解简单得多；而对物体运动的全动学公式求解简单得多；而对物体运动的全过程应用动能定理，则往往要比分段应用动过程应用动能定理，则往往要比分段应用动能定理显得更为简捷因此在应用牛顿运动能定理显得更为简捷因此在应用牛顿运动定律和动能定理时优先选用动能定理定律和动能定理时优先选用动能定理例3、 钢球从高处向下落，最后陷入泥中，如果空气阻力可忽略不计，陷入泥中的阻力为重力的n 倍，求：钢珠在空中下落的高度H与陷入泥中的深度h 的比值 H h =? 解: 画出示意图并分析受力如图示：hHmgmgf 由动能定理，选全过程mg(H+h)nmgh=0 H + h = n h H : h = n - 10fGWW.根据解题过程，归纳总结用动能定理解 题的一般步骤。 质量为m的跳水运动员从高为H的跳台上以速率v1 起跳，落水时的速率为v2 ，运动中遇有空气阻力，那么运动员起跳后在空中运动空气阻力所做的功是多少？V1HV2解： 对象运动员过程-从起跳到落水受力分析-如图示fmg由动能定理21222121mvmvWmgHf例例4.mgHmvmvWf2122212121222121mvmvWWfG动能的表达式动能的表达式 1 1动能的表达式动能的表达式: : 2 2动能的单位：动能的单位：J J 标量标量动能定理动能定理 1推导过程推导过程 2 2内容：合力在一个过程中对物体所内容：合力在一个过程中对物体所 做的功，等于物体在这个过程中动能的做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。变化。 3 3公式表示公式表示:W:W总总E Ek k 动能定理的应用动能定理的应用221mv.完成教材73页例2，并思考：做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，或从一个物体转移到另一个物体的过程。在这道题中，阻力做功，汽车的动能到哪里去了？