8.3 动能和动能定理- 【物理优课PPT】高中物理必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

人教版 高中物理必修第二册 授课老师：* * * 1.知道动能的概念及定义式，会比较、计算物体的动能。 2.理解动能定理的推导过程、含义及适用范围。 3.能灵活应用动能定理分析解决实际力学问题。 核心素养要求 核心素养呈现 动能定理 物理观念 动 能 科学思维 动能定理 科学探究 动能定理推导过程 科学 态度 与责任 动能定理 实际应用 学习目标 2 一、动能的概念 物体由于运动而具有的能叫做动能 3 二、物体的动能跟哪些因素有关？ m m v v ’ m m’ v ’ v 质量相同时，速度越大，物体的动能越大 速度相同时，质量越大，物体的动能越大 二、物体的动能跟哪些因素有关？ 磁悬浮列车在牵引力的作用下（不计阻力），速度逐渐增大 列车的动能如何变化？变化的原因是什么？ 思考：外力做功 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 ，速度从 v1 增加到 v2 类型一 质量为 m 的物体在水平粗糙面上受到摩擦力 Ff 的作用下发生一段位移l ，速度从 v1 减小到 v2 类型二 质量为 m 的物体在与运动方向相同的恒力 F 的作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移l ，受到的摩擦力为 Ff ，速度从 v1 变为 v2 类型三 尝试找出功与动能之间的关系 分 析 F v1 F v2 l WF = Fl = - mv12 1 2 mv22 1 2 Ff v1 l v2 Ff Wf = -Ff l = - mv12 1 2 mv22 1 2 l F v2 Ff F v1 Ff W合=Fl-Ff l = - mv12 1 2 mv22 1 2 W合= - mv12 1 2 mv22 1 2 初态和末态表达式均为“ ”，它表示什么？ mv2 1 2 合力做的功等于 这个物理量的变化。 mv2 1 2 动能的表达式 物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半 1 Ek＝ mv2 1 2 物体的动能 物体的质量 物体的速度 动能是标量，单位是焦耳（J） 2 动能定理 W合= - mv12 1 2 mv22 1 2 W合＝Ek2－Ek1 合力做的功 末态的动能 初态的动能 合力对物体所做的功等于物体动能的变化。 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 说 明 W合＝Ek2－Ek1 过程量 状态量 状态量 做功的过程伴随着能量的变化 既适用于直线运动，也适用于曲线运动； 既适用于恒力做功，也适用于变力做功； 既适用于单个物体，也适用于多个物体； 既适用于一个过程，也适用于整个过程。 动能定理的适用范围 课本例题1-1 一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到 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。 练 习 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 ，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 x v F阻 l O 课本例题1 解 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 把数值代入后得到 飞机平均牵引力的大小是 1.04×105N。 由于 , 课本例题1-2 一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3×102m时，速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。 练 习 分别用牛顿运动定律和动能定理求解 牛顿运动定律: F合=F-F阻=F- kmg =ma ② a＝ 2l v2 由 v2－v02 =2al 得 ① 由 ①②得F= + kmg 2l mv2 动能定理: 由动能定理得 ∴F= + kmg 2l mv2 W合=（F-F阻）l =（F-kmg）l = mv2 1 2 课本例题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