1.3 动能和动能定理-2021-2022学年高一物理备课必备课件（鲁科版2019必修第二册）

第三节 动能和动能定理 第一章 功和机械能 鲁科2019 高中物理必修二 子弹被高速射出，则可击穿玻璃、木块甚至石头等。 台风、龙卷风等强烈的空气流动可以拔起大树、掀翻汽车甚至摧毁房屋。 例子中的风、子弹因运动而具有了对外做功的能力，物理上称这些物体具有了能量 能量 做功的能力 物理学中把物体因运动而具有的能量称为动能 在船上加挂风帆，利用气流的动能推动帆船前进 风车和水车，利用气流和水流的动能从事各种生产活动。 一、动能 物体动能的大小与哪些因素有关？ 1、让同一小车从斜面的不同高度处由静止开始下滑，撞击放在水平面上的木块。 小车开始下滑时的高度越高（撞击木块时的速度越大），木块被撞击后运动的距离越大。 发现： 2、让质量不同的小车从斜面的同一高度处由静止开始下滑，撞击放在水平面上的木块。 发现： 小车的质量越大，木块被撞击后运动的距离越大。 动能的大小与物体的质量和运动速度有关。物体的质量 m 越大，速度 v 越大，其动能就越大。 结论： 一、动能 一、动能 1、物理学中，物体的动能表示为： Ek 2、动能是标量 3、国际单位： 焦耳，符号为 J 质量10kg的小球从高20m平台落下，求落地时的动能（g=10m/s2)。 解： 重力做的功 力做功与物体的动能有什么关系呢？ 小车通过撞击对木块做功，使木块从静止开始运动，木块的动能从无到有。 滚动的保龄球具有动能，滚动过程速度越来越慢，保龄球动能减小。 动能发生了变化 动能发生了变化 是不是力做功导致了物体动能的变化呢？ 动能越来越小 受到阻力的作用（合外力与运动方向相反） 阻力做负功 自由落体的物体速度越来越大 只受重力（合外力与运动方向相同） 重力做正功 动能越来越大 合外力对物体做功 物体动能变化 与 正功 动能增加 负功 动能减少 在地面上滚动的足球速度越来越小 ？ 二、恒力做功与动能改变的关系 此实验的装置与“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置基本相同。 实验目的 探究恒力做功与动能改变的关系 实验器材 用打点计时器测小车的位移s和速度v，用天平测小车的质量m，用钩码给小车提供作用力F,求出恒力所做的功W=Fs和物体的动能Ek=mv2/2，然后进行比较。实验装置如图1-13。 实验原理 打点计时器 天平 小车 钩码 1、实验中如何平衡摩擦力？ 2、如何让小车所受的合力近似等于钩码的重力？为什么？ 二、恒力做功与动能改变的关系 用细线通过定滑轮连接小车与钩码，纸带通过打点计时器与小车相连。实验中，通过改变钩码数量来改变小车所受拉力的大小，测出需要测的物理量，然后算出每次拉力做的功及相应的小车动能的改变量。比较二者之间的关系，可以得出什么结论？ 实验过程 实验数据处理 小车质量0.2kg,拉力0.2N 合外力做功等于动能的变化 三、动能定理 设一个物体的质量为 m，初速度为 v1，在与其运动方向相同的合外力 F 的作用下经过一段位移 s 后，速度增加到 v2 根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律 合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。这个结论称为动能定理 三、动能定理 合外力对物体做功 物体动能变化 与 正功 增加 负功 减少 动能定理在物体受到变力作用或做曲线运动的情况下也是成立 合外力做功也可以理解为外力做功的总和 如果合外为恒力 1、在足球赛场上，某运动员用力踢出质量为1 kg的足球，使足球在水平方向上运动了30m，假设运动员踢球的平均作用力是200N则该运动员对足球做的功是（ ） A．6000 J B．500J C．200 J D．条件不足，无法确定 D 三、动能定理 合外力对物体做功 物体动能变化 与 正功 增加 负功 减少 动能定理在物体受到变力作用或做曲线运动的情况下也是成立 2、如图所示，一辆汽车正以v1 =72 km/h 的速度匀速直线行驶，司机发现在前方150m 处停有一故障车辆，马上进行刹车操作。设司机的反应时间t1 = 0.75 s，刹车时汽车受到的阻力为重力的1/2 。取重力加速度 g = 10 m/s2。请计算从发现故障车至停下，汽车在这段时间内发生的位移，据此判断这两辆车是否会相撞。 合外力做功也可以理解为外力做功的总和 如果合外为恒力 在司机的反应时间内，后车做匀速直线运动，位移 s1 = v1t1。后车刹车后，在水平方向只受到阻力F阻的作用，发生的位移为 s2。根据已知条件，运用动能定理即可求出 s2， 若 s1+s2 ＜ 150 m ，则两车不会相撞。 分析 解: 设后车刹车时所受阻力为 F阻；司机反应时间内后车的位移为 s1； 从开始刹车到停止，后车的位移为 s2。后车受力分析如图所示。 由题意可知 v1 = 72 km/h = 20 m/s，F阻 = mg