4.3 动能 动能定理（备课件）-【上好课】2021-2022学年高一物理同步备课系列（粤教版2019必修第二册）

第四章 机械能及其守恒定律 第三节 动能 动能定理 粤教版（2019）高中物理必修第二册 乒乓球被球拍击打后飞向对手 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 子弹经火药引爆后射出枪膛 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 热气球在空气浮力的作用 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 【理论·探究】 一、动能 乒乓球、子弹、热气球在受到力的作用后都在运动，说明它们都具有能量。 这种能量的特点是什么？ 它们和做功有什么关系？ 物体由于运动而具有的能量叫作动能。在初中我们已经知道，物体的动能大小与物体的质量和速度大小有关。 物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。 【理论·探究】 如图所示，一个质量为m、初速度为v的物体在水平桌面上运动，因受摩擦力f的作用，运动一段位移s后静止。在这一过程中，物体克服摩擦力做功。根据功和能的关系，这个功在量值上就等于物体初始所具有的动能。 选初速度的方向为正方向，根据牛顿第二定律F=ma，得-f=m(-a) 注意：摩擦力和加速度的方向与正方向相反，两者皆为负。 【理论·探究】 根据运动学公式,得 摩擦力对物体所做的功: 即物体克服摩擦力做功的大小: 【理论·探究】 根据功和能的关系，上式中的 是一个具有特定意义的物理量，这个量就是质量为m、初速度为v的物体在初始时刻所具有的动能。若用Ek表示物体的动能，那么，质量为m的物体，以速度v运动时所具有的动能可以表示为： 动能是标量，动能的单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳，简称焦，符号是J。 由于速度和所选参考系有关，所以动能也与参考系有关。对不同的参考系，动能可能有不同的量值。 二、动能定理 【理论·探究】 运动的物体具有动能，而做功可以改变物体的动能。 如图所示，质量为m的物体，在恒定拉力F的作用下，以速度v1，开始沿水平面运动，经位移s后，速度增加到v2，已知物体与水平面的摩擦力恒为f。我们可以根据牛顿第二定律和运动学公式，推导出合力对物体所做的功与物体动能变化的关系。 【理论·探究】 设初速度v1的方向为正方向，根据牛顿第二定律，得 根据运动学公式,得 合力对物体所做的功: 即 合力对物体所做的功等于物体动能的变化量。这个结论叫作动能定理。 【理论·探究】 若用EK2表示物体的末动能，EK1表示物体的初动能，则动能定理可以表示为： W=EK2