第七节《动能和动能定理》.ppt

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1、课件制作：邵阳市二中课件制作：邵阳市二中 谭伟卿谭伟卿列车的动能如何变列车的动能如何变化？变化的原因是化？变化的原因是什么？什么？磁悬浮列车在牵引力的作用下（不计磁悬浮列车在牵引力的作用下（不计阻力），速度逐渐增大阻力），速度逐渐增大一、动能的概念一、动能的概念物体由于运动而具有的能叫做动能物体由于运动而具有的能叫做动能【猜测【猜测】 物体的动能跟哪些因素有关？物体的动能跟哪些因素有关？力对物体做功与物体速度变化的关系力对物体做功与物体速度变化的关系 物体受到的合外力对物体做的功与物体受到的合外力对物体做的功与速度的平方成正比速度的平方成正比猜想：猜想： 物体的动能可能包含物体的动能可能包含“

2、速度的平速度的平方方”这个因子。这个因子。质量、速度质量、速度物体的动能跟质量、速度具体是怎么样物体的动能跟质量、速度具体是怎么样的关系呢？的关系呢？二、动能的表达式二、动能的表达式 在光滑的水平面上有一个质量为在光滑的水平面上有一个质量为m m的的物体，在与运动方向相同的水平恒力的物体，在与运动方向相同的水平恒力的作用下发生一段位移，速度由作用下发生一段位移，速度由v v1 1增加到增加到v v2 2，求这个过程中该力所做的功。，求这个过程中该力所做的功。二、动能的表达式二、动能的表达式alvv22122lvva22122maF 又FlWFllvvm22122lvvm221222122212

3、1mvmv 二、动能的表达式二、动能的表达式21222121mvmvWF221mvEkEk mv2物体的质量物体的质量物体的速度物体的速度物体的物体的动能动能1、物体的动能等于它的质量跟它、物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半的速度平方的乘积的一半2、动能是、动能是标量标量，是一个状态量，是一个状态量 单位是焦耳（单位是焦耳（J）小结小结1 1：1.1.物体由于运动而具有的能叫动能物体由于运动而具有的能叫动能2.2.动能的大小：动能的大小：221mvEK3.3.动能是标量动能是标量4.4.动能是状态量，也是相对量因为为动能是状态量，也是相对量因为为瞬时速度，且与参考系的选择有关瞬时

4、速度，且与参考系的选择有关, ,公式中公式中的速度一般指相对于地面的速度的速度一般指相对于地面的速度 5.5.动能的单位与功的单位相同动能的单位与功的单位相同-焦耳焦耳. .21222121mvmvWF221mvEk力在一个过程中对物体所做的力在一个过程中对物体所做的功功，等于物体在这个过程中等于物体在这个过程中动能的变化量动能的变化量。12kkFEEW三、动能定理三、动能定理已经学习过的三种形式能的变化与功的关系已经学习过的三种形式能的变化与功的关系 重力势能的变化与重力做功的关系重力势能的变化与重力做功的关系弹性势能的变化与弹力做功的关系弹性势能的变化与弹力做功的关系动能的变化与合力做功的

5、关系动能的变化与合力做功的关系21k=kkWEEE合12=-pppWEEE弹12=-GpppWEEE小结小结2 2：对动能定理的理解及应用要点对动能定理的理解及应用要点: :(2)“(2)“增量增量”是末动能减初动能是末动能减初动能EEK K0 0表示动能增加，表示动能增加，EEK K0 0表示动能减小表示动能减小21k=kkWEEE合(3)(3)在动能定理中在动能定理中, ,总功指各外力对物体做功总功指各外力对物体做功的代数和这里我们所说的外力包括重力、的代数和这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力或其他的力等弹力、摩擦力、电场力或其他的力等(1)(1)等式的左边为各个力做功的代数

6、和，等式的左边为各个力做功的代数和，正值代表正功，负值代表负功。等式右边正值代表正功，负值代表负功。等式右边动能的变化，指末动能动能的变化，指末动能 与初动与初动能能 之差之差. .22212KEmv21112KEmv(4)(4)动能定理适用动能定理适用单个单个物体，对于物体系统尤物体，对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理由于此时内力的功也可引起物用动能定理由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能（比如内能）的转化体动能向其他形式能（比如内能）的转化(5)(5)各力位移相同时，可求合外力做的功，各各力位移相同时，可求合外力做的

7、功，各力位移不同时，分别求力做功，然后求代数力位移不同时，分别求力做功，然后求代数和和(6)(6)有些力在物体运动全过程中不是始终存有些力在物体运动全过程中不是始终存在的，若物体运动过程中包含几个物理过程，在的，若物体运动过程中包含几个物理过程，物体运动状态、受力等情况均发生变化，因物体运动状态、受力等情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待别对待. .例例1、 钢球从高处向下落，最后陷入泥钢球从高处向下落，最后陷入泥中，如果空气阻力可忽略不计，陷入泥中，如果空气阻力可忽略不计，陷入泥中的阻力为重力的中的阻力为重力的n 倍，倍，求：钢

8、珠在空中下落的高度求：钢珠在空中下落的高度H与陷入泥中与陷入泥中的深度的深度h 的比值的比值 H h =? hHmgmgf H : h = n - 1 例例2如右图所示，水平传送带保持如右图所示，水平传送带保持 1m/s 的速度运动。一质量为的速度运动。一质量为1kg的物体与的物体与传送带间的动摩擦因数为传送带间的动摩擦因数为0.2。现将该物体。现将该物体无初速地放到传送带上的无初速地放到传送带上的A点，然后运动点，然后运动了了1m 后跟传送带等速，则皮带对该物体后跟传送带等速，则皮带对该物体做的功为做的功为 （ ） A. 0.5J B. 2J C. 2.5J D. 5J AAB3 3、放在光

9、滑水平面上的某物体，在水平恒、放在光滑水平面上的某物体，在水平恒力力F F的作用下，由静止开始运动，在其速度的作用下，由静止开始运动，在其速度由由0 0增加到增加到v v和由和由v v增加到增加到2v2v的两个阶段中，的两个阶段中，F F对物体所做的功之比为对物体所做的功之比为 ( )( ) A.11 A.11 B.12 B.12 C.13 C.13 D.14 D.14C4 4、两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们、两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之比的质量之比mm1 1mm2 2=12=12，速度之比，速度之比v v1 1vv2 2=21=21，两车急刹车后甲车滑行的最，两车急刹车后甲

10、车滑行的最大距离为大距离为s s1 1，乙车滑行的最大距离为，乙车滑行的最大距离为s s2 2，设，设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则阻力，则( )( ) A.s A.s1 1ss2 2=12=12 B.s B.s1 1ss2 2=11=11 C.s C.s1 1ss2 2=21=21 D.s D.s1 1ss2 2=41=41D 5、下列关于运动物体所受的合外力、合外、下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是（力做功和动能变化的关系，正确的是（ ） A A如果物体所受的合外力为零，那么，合如果物体所受的合外力为零，

11、那么，合外力对物体做的功一定为零外力对物体做的功一定为零 B B如果合外力对物体所做的功为零，则合如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零外力一定为零 CC物体在合外力作用下作变速运动，动能物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变化一定变化 D D物体的动能不变，所受的合外力必定为物体的动能不变，所受的合外力必定为零零A 6：质量为质量为m的跳水运动员从高为的跳水运动员从高为H的跳台上的跳台上以速率以速率v1 起跳起跳，落水时的，落水时的速率为速率为v2 ，运动中，运动中遇有空气阻力，那么运动员起跳后遇有空气阻力，那么运动员起跳后在空中运在空中运动克服空气阻力所做的功是多少？动克服空气阻

12、力所做的功是多少？V1HV2受力分析受力分析-如图示如图示fmg由动能定理由动能定理KEmvmvW21222121合合21222121mvmvWmgHf21222121mvmvmgHWf7 7、一质量为、一质量为1kg1kg的物体被人用手由静止的物体被人用手由静止向上提升向上提升1m1m，这时物体的速度，这时物体的速度2m/s2m/s，则，则下列说法正确的是下列说法正确的是 ( )( )V=2m/sh=1mFFA A手对物体做功手对物体做功 12J12JB B合外力对物体做功合外力对物体做功 12J12JCC合外力对物体做功合外力对物体做功 2J2JD D物体克服重力做功物体克服重力做功 10

13、 J10 JmgA C D8 8、一物体静止在不光滑的水平面上，已、一物体静止在不光滑的水平面上，已知知m=1kg,m=1kg,=0.1=0.1，现用水平外力，现用水平外力F F=2N=2N拉拉其运动其运动5m5m，后立即撤去水平外力，后立即撤去水平外力F F，求，求其还能滑多远？其还能滑多远？( (g g取取10 m/s10 m/s2 2) ) 5 m5 m 9 9、从离地面、从离地面H H高处落下一只小球，小球在高处落下一只小球，小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力运动过程中所受到的空气阻力是它重力的的k k倍，而小球与地面相碰后，能以相同倍，而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹

14、，求小球从释放开始，大小的速率反弹，求小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程是直至停止弹跳为止，所通过的总路程是多少？多少？Hk 10某人在高某人在高h h处抛出一个质量为处抛出一个质量为mm的的物体不计空气阻力，物体落地时的速度物体不计空气阻力，物体落地时的速度为为v v，这人对物体所做的功为：，这人对物体所做的功为：( ) ( ) A Amghmgh B Bmvmv2 2/2/2 C Cmgh+mvmgh+mv2 2/2/2 D Dmvmv2 2/2- mgh/2- mghD课堂小结：应用动能定理解题的基本步骤课堂小结：应用动能定理解题的基本步骤1.1.选取研究对象，明确它的运动

15、过程选取研究对象，明确它的运动过程2.2.分析研究对象的受力情况和各个力的做分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况：受哪些力功情况：受哪些力? ?每个力是否做功，做每个力是否做功，做正功还是做负功正功还是做负功? ?做多少功做多少功? ?然后求各个力然后求各个力做功的代数和做功的代数和. .3.3.明确物体在过程的始末状态的动能明确物体在过程的始末状态的动能E EK1K1和和E EK2K24.4.列出动能的方程列出动能的方程WW合合=E=EK2K2-E-EK1K1，及其他必，及其他必要辅助方程，进行求解要辅助方程，进行求解. . 11. .如图所示，质量为如图所示，质量为mm的物块从高的物块

16、从高h h的斜的斜面顶端面顶端OO由静止开始滑下，最后停止在水由静止开始滑下，最后停止在水平面上平面上B B点。若物块从斜面顶端以初速度点。若物块从斜面顶端以初速度v v0 0沿斜面滑下，则停止在水平面的上沿斜面滑下，则停止在水平面的上CC点，点，已知，已知，AB=BC , AB=BC , 则物块在斜面上克服阻力则物块在斜面上克服阻力做的功为做的功为 。（设物块经过斜。（设物块经过斜面与水平面交接点处无能量损失）面与水平面交接点处无能量损失）CABmhO2012mghmv 12. . 斜面倾角为斜面倾角为 ，长为，长为L L， ABAB段光滑，段光滑，BCBC段粗糙，段粗糙，AB =L/3,

17、AB =L/3, 质量为质量为mm的木块从的木块从斜面顶端无初速下滑，到达斜面顶端无初速下滑，到达CC端时速度刚端时速度刚好为零。求物体和好为零。求物体和BCBC段间的动摩擦因数段间的动摩擦因数 。BACL3ta n 213.13.将小球以初速度将小球以初速度v v0 0竖直上抛，在不计竖直上抛，在不计空气阻力的理想状况下，小球将上升到某空气阻力的理想状况下，小球将上升到某一最大高度。由于有空气阻力，小球实际一最大高度。由于有空气阻力，小球实际上升的最大高度只有该理想高度的上升的最大高度只有该理想高度的80%80%。设空气阻力大小恒定，求小球落回抛出点设空气阻力大小恒定，求小球落回抛出点时的速

18、度大小时的速度大小v?v?053vv 14. .地面上有一钢板水平放置，它上方地面上有一钢板水平放置，它上方3m3m处有一钢球质量处有一钢球质量m=1kgm=1kg，以向下的初速度，以向下的初速度v v0 0=2m/s=2m/s竖直向下运动，假定小球运动时竖直向下运动，假定小球运动时受到一个大小不变的空气阻力受到一个大小不变的空气阻力 f=2Nf=2N，小球，小球与钢板相撞时无机械能损失，小球最终停与钢板相撞时无机械能损失，小球最终停止运动时，它所经历的路程止运动时，它所经历的路程S S等于多少？等于多少？ ( ( g=10m/sg=10m/s2 2 ) )S=16mS=16m 15. .在光

19、滑水平面上有一静止的物体在光滑水平面上有一静止的物体，现以水平恒力甲推这一物体，作，现以水平恒力甲推这一物体，作用一段时间后，换成相反方向的恒用一段时间后，换成相反方向的恒力乙推这一物体，当恒力乙作用时力乙推这一物体，当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时，物体间与恒力甲作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为恰好回到原处，此时物体的动能为32 J,32 J,则在整个过程中，恒力甲做的则在整个过程中，恒力甲做的功等于功等于 焦耳，恒力乙做的功等焦耳，恒力乙做的功等于于 焦耳焦耳. .8J24J 16. .总质量为总质量为MM的列车，沿水平直线轨道的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节

20、车厢质量为匀速前进，其末节车厢质量为mm，中途脱，中途脱节司机发觉时，机车已行驶节司机发觉时，机车已行驶L L的距离，于的距离，于是立即关闭发动机滑行设运动的阻力与是立即关闭发动机滑行设运动的阻力与重量成正比，机车的牵引力恒定，当列车重量成正比，机车的牵引力恒定，当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？的两部分都停止时，它们的距离是多少？s=MLM-m1717如图示，光滑水平桌面上开一个小如图示，光滑水平桌面上开一个小孔，穿一根细绳，绳一端系一个小球，另孔，穿一根细绳，绳一端系一个小球，另一端用力一端用力F F 向下拉，维持小球在水平面上向下拉，维持小球在水平面上做半径为做半径为r r 的匀

21、速圆周运动现缓缓地增的匀速圆周运动现缓缓地增大拉力，使圆周半径逐渐减小当拉力变大拉力，使圆周半径逐渐减小当拉力变为为8F 8F 时，小球运动半径变为时，小球运动半径变为r/2r/2，则在此，则在此过程中拉力对小球所做的功是：过程中拉力对小球所做的功是： A A0 0 B B7Fr/27Fr/2CC4Fr4Fr D D3Fr/23Fr/2D18.18.质量为质量为mm的小球被系在轻绳一端，在竖的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为直平面内做半径为R R的圆周运动，运动过程的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用设某一时刻小中小球受到空气阻力的作用设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的

22、张力为球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg,7mg,此后小球继续做圆周运动，经过半个此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为（服空气阻力所做的功为（ ） A.mgR/4 B. mgR/3 A.mgR/4 B. mgR/3 C. mgR/2 D.mgR C. mgR/2 D.mgRC 19. 19.质量为质量为500t500t的列车，以恒定功率的列车，以恒定功率沿平直轨道行驶，在沿平直轨道行驶，在3min3min内行驶内行驶1.45km，速度由速度由36km/h36km/h增加到最大速增加到最大速度度54km/h54km/h，求机车的功率，求机车的功率.(g=10m/s.(g=10m/s2 2) )P=375kW.P=375kW.