8.3 动能和动能定理 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章 机械能守恒 第3节 动能和动能定理 情境与思考 思考1：为什么高速运行的子弹能射穿钢板？ 思考2：为什么巨大的铁球能砸翻汽车？ 物体由于运动而具有的能量叫做动能 运动的行星 飞驰的汽车 运动的微观分子 思考：物体动能的大小与哪些因素有关呢？ m m v v´ m m´ v v 速度相同时，质量越大，物体的动能越大 质量相同时，速度越大，物体的动能越大 动能与物体的质量(m)和运动的速度(v)有关 思考：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，那么动能和力的做功有关吗？ 炮弹发射时火药的推力做功 列车提速时牵引力做功 子弹穿透木板时阻力做功 物体动能的变化与力的做功有关 研究思路： 功 →能 v m — Ek WG = mgh1 - mgh2 W弹 = E'p1－E'p2 A→B B→C WG W弹 WF Wf Ek WG W弹 WF Wf Ek 0 0 正 增加 0 0 0 负 F A B C G FN v1 v2 v3 = 0 f f FN G 负 减少 猜测： 速度改变 有加速度 合外力不为零 动能改变 例1. 质量为m的物体在光滑水平面上运动，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：根据牛顿第二定律，得: F合 = F = ma 得： = ma · W合 = F l 思考：若不是直线运动上式是否还成立吗？ 速度与位移的关系式： 例2. 质量为m的物体，沿一段曲线运动，速度由v1增加到vn，试推导这个过程中合外力做的功与速度的关系。 解：1→2： 上式叠加整理得： 2→3： (n-1)→n： ······ 微分思想（化曲为直） 3→4： 1 2 3 4 5 n-1 n 既适用于恒力做功，也适合于变力做功。 既适合于直线运动，也适合于曲线运动； 纷繁复杂的物理现象背后隐藏着简单的规律： 末动能 初动能 1. 动能： 动能与动能定理 2. 动能定理： 1J = 1kg·m2/s2 单位：焦耳（J） （W合是Ek变化的量度） W合 = Ek2 - Ek1 3. 性质： 动能是标量，只能取正值，与物体的速度方向无关 ①标矢性： 例：两物体质量相同，v1 = 10m/s，v2 = -10m/s，动能是否相同？ 思考：物体动能不变是否说明物体一定做匀速直线运动？ 速度大小不变（匀速圆周运动） 不一定 ②瞬时性： 动能是状态量，对应物体在某一时刻运动状态，v是瞬时速度 ③相对性： 选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以 地面为参考系 物体速度变化， 物体动能变化， 动能不一定变化 速度一定变化 相同 1. 动能： 2. 动能定理： 1J = 1kg·m2/s2 单位：焦耳（J） （W合是Ek变化的量度） W合 = Ek2 - Ek1 3. 性质： ①标量性 ②瞬时性 ③相对性 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. 理解： 加速 减速 v2 > v1 v2 < v1 W合 W合 动能与动能定理 例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l达到2.5×103m时，速度达到起飞速度80m/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10m/s2，求飞机平均牵引力的大小。 x v l O 例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320N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的质量为50kg，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？ 甲 乙 丙 丁 同学们，下课！ Lavf58.30.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder p0.6.16 $