8.3 动能和动能定理（课件）-2020-2021学年下学期高一物理同步精品课堂（新教材人教版必修第二册）

中物理 第八章 机械能守恒定律 学易同步精品课堂 （高一 下） 第三节 动能和动能定理 新教材人教版 物理（高中必修第二册） 问题：空中飞行的飞机和比赛中的摩托车，谁的动能大呢？ 物体由于运动而具有的能叫动能。 课堂引入 思考：物体的动能与哪些因素有关？ 演示实验 实验探究 动能与物体的质量m和运动的速度v有关，且质量越大，速度越大，动能越大。 功是能量转化的量度，重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹性势能的变化。那么动能和力做功有关吗？ 例如：炮弹在炮筒内推力的作用下速度越来越大，动能增加，这种情况下推力对物体做了功。 动能的表达式 【问题1】 光滑水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。试求这个过程中合外力做的功。 【解析】根据牛顿第二定律有: F＝ma 速度与位移的关系式： 得： =ma× 整理得： WF＝Fl 动能的表达式 m m F V1 V2 【问题2】粗糙水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，已知阻力恒定为f，试求这个过程中合外力做的功。 【解析】根据牛顿第二定律有: F-f＝ma 速度与位移的关系式： 得： =ma× 整理得： W合＝( F-f )l 动能的表达式 动能的表达式 WF = Fl = - mv12 1 2 mv22 1 2 W合=Fl-Ff l = - mv12 1 2 mv22 1 2 很可能是一个具有特殊意义的物理量 表示物体的动能 1.定义：物体由于物体运动而具有的能量。 3.单位：焦耳（J） 1J=1kg·m2/s2 2.表达式： 4.标量：遵从代数运算法则，且只有正值。 动能的表达式 5.状态量:对应某一时刻或某一位置，动能具有相对性。 2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为631 kg，某时刻它的速度大小为 7.6 km/s，此时它的动能是多少？ 思考与讨论 动能定理 1. 内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 W合＝Ek2－Ek1 合力的功 末动能 初动能 2. 表达式： W合＝ΔEk 动能定理 (1)合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1 ，动能增大； (2)合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1 ，动能减小。 4.动能定理的适用范围： (1)恒力做功或变力做功； (2)直线运动或曲线运动； (3)单个物体或多个物体； (4)一个过程或全过程。 3.对动能定理表达式 的说明： W合＝Ek2－Ek1 【例题 1】一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104 kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移 l 达到 2.5×103m 时，速度达到起飞速度 80 m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的1/50。g 取10 m/s2 ，求飞机平均牵引力的大小。 F牵 F阻 l x o v 动能定理 【解析】 以飞机为研究对象， 设飞机滑跑的方向为x轴正方向。飞机的初动能Ek1＝0，末动能 ，合力 F 做的功 根据动能定理 ,有 由于 把数值代入后得到 飞机平均牵引力的大小是 1.04×105N。 动能定理 【例题2】人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320 N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg， g取10 m/s2， cos 37°＝0.8。求： （1）重物刚落地时的速度是多大？ （2）重物对地面的平均冲击力是多大？ 动能定理 【解析】（1）两根绳子对重物的合力 F合＝ 2 F cos 37°＝2×320×0.8 N＝512 N 由A至E的过程中，应用动能定理可得 （2）由E到F的过程中，应用动能定理可得 重物落地时的速度大小为2.5 ｍ/s，对地面的平均冲击力的大小为8.3 × 103 Ｎ 动能定理 H B A mg T合 mg C D E F 3.单位：焦耳（J） 1.物体由于运动而具有的能 1.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变化。 课堂小结 动能和动能 定理 2.表达式： 动能 动能 定理 4.标量、状态量 2.表达式： W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk 【典例1】（2021·江苏淮安