高一物理必修二7.7动能和动能定理PPT优秀PPT.ppt

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1、7.77.7动能动能和动能定理和动能定理 动能动能引入传闻早在古希腊时期（公元前传闻早在古希腊时期（公元前200200多年）阿基米多年）阿基米德曾经利用杠杆原理设计了投石机，它能将石德曾经利用杠杆原理设计了投石机，它能将石块不断抛出空中，利用石块坠落时的动能，打块不断抛出空中，利用石块坠落时的动能，打得敌军头破血流。得敌军头破血流。同学们思索一下，为了提高这种装置的杀伤力，同学们思索一下，为了提高这种装置的杀伤力，应当从哪方面考虑来进一步改进？学习了本节应当从哪方面考虑来进一步改进？学习了本节动能和动能定理，就能够理解这种装置的应用动能和动能定理，就能够理解这种装置的应用原理。原理。一、动能的

2、表达式的推导一、动能的表达式的推导 一质量为m的物体在光滑的水平面上，受到与运动方向相同的恒定外力的作用，发生一段位移L，速度由V1增加到V2。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导此力所做的功。mmFV1V2F=ma动能的表达式动能的表达式设：某物体的质量为设：某物体的质量为m m，在与运动方向相同的恒力，在与运动方向相同的恒力F F的作用的作用下发生一段位移下发生一段位移L L，速度由，速度由V V1 1增加到增加到V V2 2。mv1Fv2mFl结果与思索Wmv22/2-mv12/2初态和末态的表达式均为初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个，这个“mv2/2”代表什么？代表什么？mm为

3、物体的质量为物体的质量为物体的质量为物体的质量v v为物体的瞬时速度为物体的瞬时速度为物体的瞬时速度为物体的瞬时速度单位：焦耳单位：焦耳单位：焦耳单位：焦耳（J J），），），），状态量状态量状态量状态量说说明明现现象象大口径穿甲弹大口径穿甲弹大口径穿甲弹大口径穿甲弹 扑扑扑扑克克克克穿穿穿穿木木木木板板板板 飞针穿玻璃飞针穿玻璃飞针穿玻璃飞针穿玻璃1 1、定义：物体由于运动而具有的能量叫、定义：物体由于运动而具有的能量叫动能动能。2 2、表达式：、表达式：3 3、单位：焦耳、单位：焦耳4 4、标量（没有方向）、标量（没有方向）理解理解（1 1）动能是描述物体运动状态的物理量，是状态量。动能是

4、描述物体运动状态的物理量，是状态量。具有瞬时性。具有瞬时性。（2 2）动能总为正值）动能总为正值（3 3）动能具有相对性，由于速度具有相对性。通常是相）动能具有相对性，由于速度具有相对性。通常是相对于地面的速度。对于地面的速度。变更汽车的质量和速度，都能使汽车的动能变更汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变更，在下面几种状况中，汽车的动能发生变更，在下面几种状况中，汽车的动能是原来是原来2 2倍的是：倍的是：A A、质量不变，速度变为原来的、质量不变，速度变为原来的2 2倍倍 B B、质量和速度都变为原来的、质量和速度都变为原来的2 2倍倍 C C、质量减半，速度变为原来的、质量减半，速度变

5、为原来的2 2倍倍 D D、质量变为原来、质量变为原来2 2倍，速度减半倍，速度减半C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，确定处于平衡状态、动能不变的物体，确定处于平衡状态 B B、动能不行能是负的、动能不行能是负的 C C、确定质量的物体，动能变更时，速度确定、确定质量的物体，动能变更时，速度确定变更；但速度变更时，动能不确定变更变更；但速度变更时，动能不确定变更 D D、物体的加速度为零，其动能不变、物体的加速度为零，其动能不变BCD2.动能定理WEk2-Ek1Wmv22/2-mv12/2改改改改写写写写 力在一个过程中对物体所做力在

6、一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中的功，等于物体在这个过程中动能的变更即末动能减去初动动能的变更即末动能减去初动能。能。2.动能定理理解说明：说明：对任何过程的恒力、变力；匀变对任何过程的恒力、变力；匀变对任何过程的恒力、变力；匀变对任何过程的恒力、变力；匀变速、非匀变速；直线运动、曲线运动；时速、非匀变速；直线运动、曲线运动；时速、非匀变速；直线运动、曲线运动；时速、非匀变速；直线运动、曲线运动；时间长或多过程、瞬间过程都能运用。间长或多过程、瞬间过程都能运用。间长或多过程、瞬间过程都能运用。间长或多过程、瞬间过程都能运用。WEk2-Ek1末动能末动能末动能末动能初初初初动动动动

7、能能能能合力做的合力做的合力做的合力做的功即总功功即总功功即总功功即总功3.3.留意：留意：（1 1）力的功指合外）力的功指合外力的功。力的功。（2 2）同一物体，同）同一物体，同一过程，同。一参一过程，同。一参考系。考系。（3 3）适用范围：恒）适用范围：恒力或变力做功，直力或变力做功，直线或曲线运动，单线或曲线运动，单个物体、多个物体个物体、多个物体组成的系统组成的系统4.4.对合外力的功对合外力的功(总功总功)的理解的理解 （1 1）可以是几个力在同一段位移中的功）可以是几个力在同一段位移中的功,也可以是一也可以是一个力在几段位移中的功个力在几段位移中的功,还可以是几个力在几段位移中还可

8、以是几个力在几段位移中的功的功（2 2）求总功有两种方法：）求总功有两种方法：一种是先求出合外力，然后求总功，表达式为一种是先求出合外力，然后求总功，表达式为 为合外力与位移的夹角为合外力与位移的夹角另一种是总功等于各力在各段位移中做功的代数和，另一种是总功等于各力在各段位移中做功的代数和，即即5.5.应用动能定理解题的基本思路应用动能定理解题的基本思路（1）明确探讨对象及所探讨的物理过程。）明确探讨对象及所探讨的物理过程。（2）对探讨对象进行受力分析，并确定）对探讨对象进行受力分析，并确定 各力所做的功，求出这些力的功的代数和。各力所做的功，求出这些力的功的代数和。（3）确定始、末状态的动能

9、。（未知量用）确定始、末状态的动能。（未知量用符号表示），依据动能定理列出方程符号表示），依据动能定理列出方程（4）求解方程、分析结果）求解方程、分析结果sFf 例例1、一架喷气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为中从静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞时，达到起飞速度速度 。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的重量的0.02倍（倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力）。求飞机受到的牵引力F。应用应用1：恒力：恒力+直线运动直线运动GFN1 1找对象（常是单个物体）找对象（常是单个物体）解：对飞机解：对飞机 由动能

10、定理有由动能定理有启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明白。解题步骤但动能定理更简洁明白。解题步骤但动能定理更简洁明白。解题步骤但动能定理更简洁明白。解题步骤:1:1、2 2、3 3、4 4sF1F23 3确确定定各各力力做做功功2 2运动情况分析运动情况分析4 4建方程建方程2 2受受力力分分析析2 2.如图所示，一质量为如图所示，一质量为2kg2kg的铅球从离地的铅球从离地面面2m2m的高处自由下落，陷入沙坑的高处自由下落，陷入沙坑2cm2cm

11、深深处，求沙子对铅球的平均阻力处，求沙子对铅球的平均阻力。Hh方法一：分阶段利用动能定理方法一：分阶段利用动能定理方法二：全过程利用动能定理方法二：全过程利用动能定理 我我们们知知道道，运运动动是是相相对对的的。当当鸟鸟儿儿与与飞飞机机相相对对而而行行时时，虽虽然然鸟鸟儿儿的的速速度度不不是是很很大大，但但是是飞飞机机的的飞飞行行速速度度很很大大，这这样样对对于于飞机来说，鸟儿的速度就很大。速度越大，撞击的力气就越大。飞机来说，鸟儿的速度就很大。速度越大，撞击的力气就越大。比比如如一一只只0.450.45千千克克的的鸟鸟，撞撞在在速速度度为为每每小小时时8080千千米米的的飞飞机机上上时时，就

12、就会会产产生生15001500牛牛顿顿的的力力，要要是是撞撞在在速速度度为为每每小小时时960960千千米米的的飞飞机机上上，那那就就要要产产生生21.621.6万万牛牛顿顿的的力力。假假如如是是一一只只1.81.8千千克克的的鸟鸟撞撞在在速速度度为为每每小小时时 700700千千米米的的飞飞机机上上，产产生生的的冲冲击击力力比比炮炮弹弹的的冲冲击击力力还还要要大大。所所以以浑浑身身是是肉肉的的鸟鸟儿儿也也能能变变成成击击落落飞飞机机的的“炮弹炮弹”。19621962年年1111月月，赫赫赫赫出出名名的的“子子爵爵号号”飞飞机机正正在在美美国国马马里里兰兰州州伊伊利利奥奥特特市市上上空空平平稳

13、稳地地飞飞行行，突突然然一一声声巨巨响响，飞飞机机从从高高空空栽栽了了下下来来。事事后后发发觉觉酿酿成成这这场场空空中中悲悲剧剧的的罪罪魁魁就就是是一一只只在在空空中中渐渐渐翱翔的天鹅。渐翱翔的天鹅。鸟击落飞机鸟击落飞机 在在我我国国也也发发生生过过类类似似的的事事情情。19911991年年1010月月6 6日日，海海南南海海口口市市乐乐东东机机场场，海海军军航航空空兵兵的的一一架架“014“014号号 ”飞飞机机刚刚腾腾空空而而起起，突突然然，“砰砰”的的一一声声巨巨响响，机机体体猛猛然然一一颤颤，飞飞行行员员发发觉觉左左前前三三角角挡挡风风玻玻璃璃完完全全裂裂开开，令令人人庆庆幸幸的的是是

14、，飞飞行行员员靠靠着着坚坚韧韧的的意意志志和和娴娴熟熟的的技技术术最最终终使使飞飞机机着着陆陆在在跑跑道道上上，追追究究缘缘由由还是一只迎面飞来的小鸟。还是一只迎面飞来的小鸟。瞬瞬间间的的碰碰撞撞会会产产生生巨巨大大冲冲击击力力的的事事例例，不不只只发发生生在在鸟鸟与与飞机之间，也可以发生在鸡与汽车之间。飞机之间，也可以发生在鸡与汽车之间。假假如如一一只只 1.51.5千千克克的的鸡鸡与与速速度度为为每每小小时时5454千千米米的的汽汽车车相相撞撞时时产产生生的的力力有有28002800多多牛牛顿顿。一一次次，一一位位汽汽车车司司机机开开车车行行使使在在乡乡间间马马路路上上，突突然然，一一只只

15、母母鸡鸡受受惊惊，猛猛然然在在车车前前跳跳起起，结结果果冲冲破破汽汽车车前前窗窗，一一头头撞撞进进驾驾驶驶室室，并并使使司司机机受受了了伤伤，可可以以说，汽车司机没被母鸡撞死真算幸运。说，汽车司机没被母鸡撞死真算幸运。鸟本身速度不快，质量也不大，但相对于飞机来说，由于飞机速度鸟本身速度不快，质量也不大，但相对于飞机来说，由于飞机速度很快，所以它们相互靠近的速度很快，因此，鸟相对飞机的速度很很快，所以它们相互靠近的速度很快，因此，鸟相对飞机的速度很快，具有很大的相对动能，当两者相撞时，会造成严峻的空难事故。快，具有很大的相对动能，当两者相撞时，会造成严峻的空难事故。1.动能：动能：2.动能定理：

16、动能定理：3.动能定理的适用范围动能定理的适用范围小结：小结：外力对物体所做的总功等于物体动能的变更。外力对物体所做的总功等于物体动能的变更。其其次次课课时时动能定理的应用举例动能定理的应用举例知识点：动能定理知识点：动能定理知识点：动能定理知识点：动能定理W合合Ek2Ek1W合合mv22/2-mv12/2W=W1+W2+W3+W=F合合lcos方法指导：涉及只关注某过程的初、末状态，不需考方法指导：涉及只关注某过程的初、末状态，不需考方法指导：涉及只关注某过程的初、末状态，不需考方法指导：涉及只关注某过程的初、末状态，不需考虑过程细微环节，尤其是求变力功、曲线运动、多过虑过程细微环节，尤其是

17、求变力功、曲线运动、多过虑过程细微环节，尤其是求变力功、曲线运动、多过虑过程细微环节，尤其是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势！程、瞬间过程更有优势！程、瞬间过程更有优势！程、瞬间过程更有优势！一质量为一质量为1 1kg的物体被人用手由静止向上提高的物体被人用手由静止向上提高1 1m，这，这时物体的速度是时物体的速度是2 2m/s，下列说法正确的是下列说法正确的是：A A、手对物体做功手对物体做功10JB B、合外力对物体做功合外力对物体做功12JC C、合外力对物体做功合外力对物体做功2JD D、物体克服重力做功物体克服重力做功2 2J单项单项单项单项 足球运动员用力踢质量为足球运

18、动员用力踢质量为0.30.3kg的的静止足球，使足球以静止足球，使足球以1010m/s的速度飞的速度飞出，假定脚踢足球时对足球的平均出，假定脚踢足球时对足球的平均作用力为作用力为400400N，球在水平面上运动，球在水平面上运动了了2020m后停止，那么人对足球做的功后停止，那么人对足球做的功为：为：A A、8000JB B、4000JC C、15JD D、无法确定无法确定B.变力功单项单项单项单项 一质量为一质量为m的小球，用长为的小球，用长为L的的轻绳悬挂于轻绳悬挂于O点。小球在水平拉力点。小球在水平拉力F作用下，从平衡位置作用下，从平衡位置P点很点很缓慢缓慢地地移动到移动到Q点，细线偏离

19、竖直方向的点，细线偏离竖直方向的角度为角度为，如图所示。则拉力，如图所示。则拉力F做做的功是的功是：A.mgLcos B.mgL(1cos)C.FLcos D.FL单项单项单项单项 一辆汽车的质量为一辆汽车的质量为m m，从静止，从静止起先起动，沿水平路面前进了起先起动，沿水平路面前进了x x后，后，达到了最大行使速度达到了最大行使速度vmaxvmax，设汽车，设汽车的牵引力功率保持不变，所受阻力的牵引力功率保持不变，所受阻力为车重的为车重的k k倍，求：倍，求：（1 1）汽车的牵引力功率）汽车的牵引力功率（2 2）汽车从静止起先到匀速运动）汽车从静止起先到匀速运动所需时间所需时间答答答答案案

20、案案(1)kmgvmax（2）（）（vmax2+2kgx）/2kgvmax 运动员用力将一质量为运动员用力将一质量为m的铅球的铅球从离地为从离地为h高处以初速度高处以初速度v0 0斜向上推斜向上推出，当它落到地面时速度为出，当它落到地面时速度为v，则，则在此过程中铅球克服空气阻力所做在此过程中铅球克服空气阻力所做的功等于：的功等于：A A、mgh-mv2/2-mv02/2B B、-mv2/2-mv02/2-mghC C、mgh+mv02/2-mv2/2D D、mgh+mv2/2-mv02/2C.曲线运动单项单项单项单项 如图所示，物体从高为如图所示，物体从高为h的斜的斜面体的顶端面体的顶端A由

21、静止开始滑下，滑由静止开始滑下，滑到水平面上的到水平面上的B点静止，点静止，A到到B的的水平距离为水平距离为S，求：，求：物体与接触面间的动摩擦因数（物体与接触面间的动摩擦因数（已已已已知：斜面体和水平面都由同种材料制成，知：斜面体和水平面都由同种材料制成，知：斜面体和水平面都由同种材料制成，知：斜面体和水平面都由同种材料制成，未未未未知知知知）D.多过程答答答答案案案案h/s 如图如图4 4所示，所示，AB为为1/41/4圆弧轨道，圆弧轨道，半径为半径为R=0.8m=0.8m，BC是水平轨道，是水平轨道，长长l=3m=3m，BC处的摩擦系数为处的摩擦系数为=1/15=1/15，今有质量，今有

22、质量m=1kg=1kg的物体，自的物体，自A点点从静止起下滑到从静止起下滑到C点刚好停止。求点刚好停止。求物体在轨道物体在轨道AB段所受的阻力对物体段所受的阻力对物体做的功。做的功。答答答答案案案案6J 质量为质量为m的钢球从离坑面高的钢球从离坑面高H的高处自由下落，钢球落入沙中，的高处自由下落，钢球落入沙中，陷入陷入h后静止，则沙坑对钢球的平后静止，则沙坑对钢球的平均阻力均阻力F阻阻大小是多少？大小是多少？h hHH答答答答案案案案mg(H+h)/h高考是怎样考的 一物块由静止起先从粗糙斜面一物块由静止起先从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物块做的功等于（辽过程中重力对物块做的功等于（辽宁）：宁）：A A物块动能的增加量物块动能的增加量B B物块重力势能的削减量与物块重力势能的削减量与物块克服摩擦力做的功之和物块克服摩擦力做的功之和C C物块重力势能的削减量和物块重力势能的削减量和物块动能的增加量以及物块克服摩物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和擦力做的功之和D D物块动能的增加量与物块物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和克服摩擦力做的功之和单项单项单项单项