2021-2022学年高二物理竞赛课件：动能和动能定理.pptx

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1、动能和动能定理动能和动能定理2力的两个效应力的两个效应 物体的运动状态发生变化物体的运动状态发生变化 引起物体位移，做功引起物体位移，做功问题：问题：做功做功-物体运动状态的变化物体运动状态的变化 关系是怎样的？关系是怎样的？动能和动能定理动能和动能定理 Kinetic Energy and Theorem of Kinetic Energy3定义：定义：质点的质量与其运动速率平方的乘积的一半，质点的质量与其运动速率平方的乘积的一半，质点在变力质点在变力F 作用下由点作用下由点P 运动到点运动到点Q ，引入物理量引入物理量质点的动能质点的动能所以有所以有：动能定理：作用于质点的合力所作的功，等

2、于质点动能定理：作用于质点的合力所作的功，等于质点 动能的增量。动能的增量。普遍结论普遍结论合力对质点所作的功为：合力对质点所作的功为：4，表示合力，表示合力 对质点作正功，对质点作正功，质点的动能增大；，质点的动能增大；，表示合力，表示合力 对质点作负功，消耗动能对质点作负功，消耗动能，质点的动能减小；，质点的动能减小；质点消耗自身动能对外做功质点消耗自身动能对外做功讨论讨论，表示合力，表示合力 对质点不作功，质点动能不变对质点不作功，质点动能不变5 例例：小球以初速率小球以初速率vA 沿光滑曲面向下滚动沿光滑曲面向下滚动,问当小球问当小球滚到距出发点滚到距出发点A A 的垂直距离为的垂直距

3、离为h 的的B 处时处时,速率速率vB多大？多大？小球在滚动过程受到：小球在滚动过程受到：合力为合力为：根据动能定理有：根据动能定理有：g 分量式分量式 解解：建立如图坐标系：建立如图坐标系 重力重力 支持力支持力 例例:一一物物体体以以初初速速v0=6.0 ms1沿沿倾倾角角为为 =30的的斜斜面面向向上上运运动动,如如图图,物物体体沿沿斜斜面面运运行行了了s=2.0 m后后停停止止。若若忽忽略略空空气气阻阻力力,试求试求:(1)斜面与物体之间的摩擦系数斜面与物体之间的摩擦系数；(2)物体下滑到出发点的速率物体下滑到出发点的速率v。解：解：将物体、斜面和地球看作一个系统，系统没有将物体、斜面

4、和地球看作一个系统，系统没有外力对它做功，但内部摩擦力是非保守力做功，机械能外力对它做功，但内部摩擦力是非保守力做功，机械能不守恒。可用功能原理解决问题不守恒。可用功能原理解决问题A=E(Q)-E(P)PQ 物体下滑到出发点过程中物体下滑到出发点过程中,根据功能原理得根据功能原理得即有即有解得解得A=E(C)-E(Q)例例：求使物体脱离地球引力作用的最小速度。求使物体脱离地球引力作用的最小速度。解：根据机械能守恒定律有解：根据机械能守恒定律有 例例：求使物体不仅摆脱地球引力作用求使物体不仅摆脱地球引力作用,而且脱离而且脱离太阳引力作用的最小速度。太阳引力作用的最小速度。解：根据机械能守恒定律有

5、解：根据机械能守恒定律有所以所以地球公转速度地球公转速度物体相对于地球的速度物体相对于地球的速度相对地球的动能相对地球的动能脱离地球引力所需动能脱离地球引力所需动能所以从地面发射时所需最小动能为所以从地面发射时所需最小动能为由此可得第三宇宙速度由此可得第三宇宙速度第四，从认识世界来看：第四，从认识世界来看：每一守恒定律都相应于一种对称性每一守恒定律都相应于一种对称性(变换不变性变换不变性)动量守恒动量守恒相应于相应于空间平移的对称性空间平移的对称性;能量守恒能量守恒相应于相应于时间平移的对称性；时间平移的对称性；角动量守恒角动量守恒相应于相应于空间转动的对称性。空间转动的对称性。.守恒定律揭示了自然界普遍的属性守恒定律揭示了自然界普遍的属性对称性。对称性。第四第四.从本质上看：从本质上看：例：见图，忽略摩擦，并设绳子柔软不伸长。知 求 各自的加速度及绳中的张力。解：设 为 向下加速度，为 对悬挂它的滑轮加速度得：