§8.3 动能和动能定理-2021-2022学年高一物理同步备课精选课件（人教版2019必修第二册)

§8.3 动能和动能定理 l F 探找物体动能表达式 设质量为m的某物体，在与运动方向总相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中力F做的功与v1、v2的关系？ F v1 v2 F合=m a v22-v12 2a S = v22-v12=2as 初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个“mv2/2”代表什么？ 结果与思考 1 .物体动能的表达式 Ek＝mv2/2 m为物体的质量 v为物体的瞬时速度 ①单位：焦耳（J），② 状态量 2 .动能 物体由于运动而具有的能量叫做动能。 龙卷风 海啸 疯狂赛车 解释现象 飞针穿玻璃 大口径穿甲弹 扑克穿木板 实验验证 结论： 运动物体可对外做功，质量和速度越大，物体对外做功的能力也越强，动能越大。 一、动能 １、动能的定义 2、动能的表达式 3、动能是状态量，与某时刻相对应 4、动能是标量，单位为“焦耳（J）” 2 .动能 物体由于运动而具有的能量 1.改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能是原来2倍的是( ) A、质量不变，速度变为原来的2倍 B、质量和速度都变为原来的2倍 C、质量减半，速度变为原来的2倍 D、质量变为原来2倍，速度减半 随堂练习 单项 C 2.当重力对物体做正功时，物体的重力势能和动能可能的变化情况，下面哪些说法正确( ) A、重力势能一定增加，动能一定减小 B、重力势能一定减小，动能一定增加 C、重力势能不一定减小，动能一定增加 D、重力势能一定减小，动能不一定增加 随堂练习 单项 D 3.关于动能的理解，下列说法正确的是( ) A、动能不变的物体，一定处于平衡状态 B、动能不可能是负的 C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化 D、物体的加速度为零，其动能不变 随堂练习 多项 BCD 动能定理 学会推导才能理解深刻，知其然更要知其所以然。 表述：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。 外力的总功 末状态动能 初状态动能 1、合外力做功。 2、外力做功之和。 动能变化 和某一过程（始末状态）相对应。 3 .动能定理 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即末动能减去初动能。 3 .动能定理理解 说明： ①对任何过程的恒力、变力； ②匀变速、非匀变速；直线运动、曲线运动； ③时间长或多过程、瞬间过程都能运用。 W＝Ek2－Ek1 末动能 初动能 合力做的功即总功 1、内容： 外力对物体做的总功等于物体动能的增量。 2、表达式 思考：怎样推导出动能定理？ 3 .动能定理 a．合力对物体做的功的理解 式子左边的功与右边的动能都是标量 b.标量性 c．对定理中“变化”一词的理解 ①W合＞0， Ek2__ Ek1 ， △ Ek—— 0 ②W合＜0， Ek2__ Ek1 ， △ Ek—— 0 ＞ ＞ ＜ ＜ ①. W合＝ F合·S cos q ②. W合＝W1+W2 +…＝F1·s1 +F2·s2 +… cos q cos q 3 .动能定理理解 s F f 【例题1】 一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞速度 。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力F。 G FN 1找对象（常是单个物体） 解：对飞机 由动能定理有 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了。解题步骤:1、2、3、4 s F1 F2 3确定各力做功 2运动情况分析 4建方程 2受力分析 【变式训练】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 。g 取10 m/s2 ，求飞机平均牵引力的大小。 分析 本题已知飞机滑跑过程的始、末速度，因而能够知道它在滑跑过程中增加的动能。根据动能定理，动能的增加等于牵引力做功和阻力做功的代数和。 如图所示，在整个过程中，牵引力对飞机做正功、阻力做负功。由于飞机的位移和所受阻力已知，因而可以求得牵引力的大小。 F牵 F阻 L v x o 根据动能定理:W ＝ Ek2 － Ek1 有: 由于 F ＝ F 牵 － F 阻 ，F 阻 ＝ kmg， 把数值代入后得到:F 牵