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

动能定理 定义：物体由于运动而具有的能量，叫做动能,用符号Ｅk表示。 一.动能 一个物体的质量为m，在沿运动方向的恒力F（合外力）的作用下发生一段位移x，速度由V1增大到V2。 F V1 V2 F 力 F 对物体做功： W = F x 根据牛顿运动定律： 1.表达式： 3.动能是标量，没有方向，只有大小，且只能是正值。 v v v o 匀速圆周运动：EK不变 一.动能 （物体的动能等于物体质量 与其速度的平方乘积的一半） 2.国际单位：焦耳J 1N·m=1J 1Kg（m2/s2） =1Kg·m/s2·m N 5.具有相对性 4.是状态量， 具有瞬时性 某一时刻的动能 ←速度瞬时性 ←速度相对性 不同参考系Ek不同 一.动能 （一般以地面为参考系） 6.动能的变化量： 二.动能定理 1.内容：合外力所做的总功等于物体动能的变化。 2.表达式： 外力的总功 末状态动能 初状态动能 因 果 【理解】 （1）W为合外力所做的总功； （2）△EK=EK2－EK1只与末状态的动能与初状态的动能有关，而与物体运动的过程无关。 （3）动能定理的计算式为标量式； ① W合＝ F合·x cos q ② W合＝W1+W2 +…＝F1·x1 +F2·x2 +… cos q1 cos q2 ①W合＞0， Ek2>Ek1 ， Ek增大 ②W合＜0， Ek2<Ek1 ， Ek减小 不能说某一方向上的动能定理 适用于恒力做功或变力做功； 适用于直线运动或曲线运动； （4）适用范围：普适性 不需考虑全过程中的运动性质和状态变化细节； 适用于单个物体或多个物体组成的系统。 三.动能定理的应用 优点：动能定理不涉及运动过程的加速度和时间，用动能定理处理问题有时比牛顿定律方便。 动能定律的应用 单段运动-直线 1.一质量为 2kg 的物块从倾角为 37°的光滑斜面静止下滑，斜面高为 1.8m，求落地的速度为多少？ 动能定律的应用 单段运动-圆周 1.如图所示一绳长为 2.5m 细绳系着一质量为 4kg 的小球，若小球恰好在竖直平面内做圆周运动（g 取 10m/s2）问： （1）小球通过最低点的速度是多少？ （2）通过最低点的拉力是多少？ 动能定律的应用 单段运动-圆周 2.如图所示一 3.6m 的杆子上有一质量为 4kg 的小球，若小球恰好在竖直平面内做圆周内做圆周运动（g 取 10m/s2）问： （1）小球通过最低点的速度是多少？ （2）通过最低点的拉力是多少？ 3.如图所示，竖直平面内一半径为R的半圆型轨道，两边端点等高，一个质量为m的质点从左端点由静止开始下滑，滑倒最低点时对轨道压力为2mg，g为重力加速度，则此下滑过程中克服摩擦力的功是? 动能定律的应用 单段运动-圆周 动能定律的应用 1．民用航空客机的紧急出口打开时，会自动生成一个由气囊构成的斜面，模型简化如图所示．光滑斜面的竖直高度 AB＝ 3.2m，斜面长 AC＝ 4.0m，斜面与水平地面 CD 段间有一段小圆弧平滑连接．当物体由静止开始滑下，其与地面间的动摩擦因数均 μ＝ 0.5，不计空气阻力， g＝ 10m/s2。求： （1）人滑到斜面底端 C 时的速度大小 （2）人离开 C 点后还要在地面上滑行多远才能停下 多段运动直线(0-v-0) 动能定律的应用 往复运动 如图所示，AB是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可以看做质点)从直轨道上的P点由静止释放．已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ.求：(1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力；(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D，释放点距B点的距离L′应满足什么条件？ 动定选择-摩擦力做功特点 特点：斜面摩擦力•斜面距离=水平面摩擦力•水平距离 动能定律的应用 如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为E1和E2，下滑过程中克服摩擦力所做功分别为W1和W2，则（　　） A．E1>E2，W1<W2 B．E1＝E2，W1＝W2C．E1<E2，W1>W2 D．E1>E2，W1＝W2 如图所示，一木块分别沿着高度相同、倾角不同的三个固定斜面从顶端由静止滑下，若木块与各斜面间的动摩擦因数都相同，则木块滑到底端的动能大小关系是（ ） A．倾角大的动能最大 B．倾角小的动能最大C．倾角最接近45°的动能最大 D．三者的动能一样大 动能定律的应用 机车启动 质量为5×103kg的汽车在t=0时刻速度10m／s