3.动能 动能定理 第1课时（教学课件）物理教科版必修第二册

第四章 机械能及其守恒定律 4.3 动能和动能定理 一、创景设问 物体由于运动而具有的能量叫做动能。 物体的速度越大，质量越大，动能就越大。 题设一：质量为m 的物体原来静止，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0变为v ，这个过程中力F做多少功？ v F F l 这个过程中力F做的功 W=Fl 根据牛顿第二定律 F=ma 根据运动学公式 将②、③式代入①式 ① ② 可得力F做的功为： 也就是 它是不是我们寻找的动能的表达式？ 二、新课教学 ③ 题设二：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 ，速度由v1 增加到v2 ，这个过程中力F做了多少功？ v1 v2 F F l 这个过程中力F做的功 W=Fl 根据牛顿第二定律 F=ma 根据运动学公式 将②、③式代入①式 ① ② ③ 可得力F做的功为： 也就是 应该是我们寻找的动能的表达式 1、定义： 物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。 2、表达式： Ek = mv2 2 1 （1）公式中v是瞬时速度，对地速度； （2）国际单位为焦耳（J）； （物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半） 动能 1 （1）动能是标量，且只有正值，动能只与物体的速度大小有关，与速度方向无关。 3. 对动能表达式 的理解 A Ｄ C B 物体的动能变化时，速度一定变化； 速度变化时，动能不一定变化。 动能 1 例1 关于动能的理解,下列说法正确的是(　　) A.凡是运动的物体都具有动能 B.重力势能可以为负值,动能也可以为负值 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.动能不变的物体,一定处于平衡状态 动能 1 √ √ 例2 质量10g、以0.8km/s的速度飞行的子弹，质量60kg、以10m/s的速度奔跑的运动员，二者相比，哪一个的动能大？ 动能 1 子弹:6400J 运动员:6000J 动能定理 2 内容：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。 合力做的功 末状态动能 初状态动能 对应着一个过程 这一过程始末状态 动能的变化量 动能定理 2 动能定理公式中等号的意义 (1)等值关系:某物体的动能变化量总等于合力对它做的功。 (2)单位相同:国际单位都是焦耳。 (3)因果关系:合力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合外力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合外力做了多少功来度量。 例3 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. v0=0 v=60m/s s=5.3×102m F f FN G FN G f F 动能定理 2 解法一：已知v0=0m/s，v=60m/s，s =5.3×102m，m =5×103kg，k=0.02，WF=Fs，Wf=-kmgs.受力分析如图所示 据动能定理得： WF+ Wf = 代入数据得： v0=0 v=60m/s s=5.3×102m F f FN G 动能定理 2 1. 明确研究对象及所研究的物理过程。 2. 对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出所有力的总功。 4. 求解方程、分析结果。 3. 确定始、末状态的动能，根据动能定理列出方程。 总结：动能定理解题步骤 动能定理 2 例4 某同学从高为h 处以速度v0 水平抛出一个铅球，求铅球落地时速度大小。 v0 v mg 动能定理 2 3、应用动能定理解题步骤: 1、动能: 2、动能定理:合外力对物体做的总功，等于物体动能的变化。 1)、确定研究对象及运动过程 2)、分析物体在运动过程中的受力情况，明确每个力是否做功，是做正功还是负功 3)、明确初状态和末状态的动能，写出始末状态动能的表达式 4)、根据动能定理列原始方程求解。 小结 3 1.一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4 m/s，在这段时间里水平力做的功为( ) A.0 B.8 J C.16 J D.32 J A 课堂练习 4 2.一辆汽车的质量为m，从静止开始起动，沿水平路面前进了s后，达到了最行驶速度vm，设汽车的牵引功率保持不变，所受阻力为车重的k 倍，求：（1）汽车的牵引功率；（2）汽车从静止到开始匀速运动所需的时间. 解：因阻力f = kmg，当汽车达最大速度时，有P=Fminvmax=