8.3动能 动能定理- 【大单元教学】高一物理同步备课系列（人教版2019必修第二册）

第八章 机械能守恒定律 第3节 动能和动能定理 物体的动能跟物体的质量和速度都有关系。物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。炮弹在炮筒内推力的作用下速度越来越大，动能增加。这种情况下推力对物体做了功。 回顾旧知识 问题1：同一个小朋友从不同的高度滑下，可以看到什么现象，说明了什么问题？ 引入情境 问题2：质量不同的小朋友从同一高度滑下，可以看到什么现象，说明什么问题？ 初中我们已经接触过这个概念： 物体由于运动而具有的能量，叫做动能。物体的动能跟物体的质量和速度有关。 活动一：什么是动能 V0=0 Vt 一架飞机在跑道上起飞的过程中（如果不考虑阻力），是牵引力使飞机不断加速运动；速度越来越大，动能越来越大，速度达到一个值，即可收起起落架，腾空而起…….. 我们可以用做功的多少，来定量地确定动能。 F 牵引力对飞机做正功 燃料 内能 飞机 动能 S a 活动二：如何定量的表示动能 飞机的质量为m，初速度为V1， m V1 在与运动方向相同的恒力F的作用下， F 发生一段位移s，速度增加到了V2。 m V2 s 恒力 F 对物体 M 做了多少功： 。 W = F s 请大家把这个功的表达式，用上学期学过的牛顿运动定律、直线运动学公式展开、整理、化简………看看能得到什么结果？ 恒力F做的功 等于 这个物理量的变化量 物体的动能等于物体质量与其速度的平方乘积的一半。 Kg ( m / s ) 2 J 推推看： 动能是标量，与功的单位相同，也是焦耳。 活动二：动能的表达式 定义了动能的表达式，再来研究我们刚才推出式子 外力做的功 末态动能 初态动能 上式表明： 如果我们在研究飞机起飞时，还考虑了阻力，上式可写成： 合外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。 这就是动能定理 外力对物体所做的功等于物体动能的变化 活动三：动能定理 【例题1】 一架喷气式飞机, 质量 m , 起飞过程中从静止开始在跑道上滑跑的路程为 s 时，达到起飞速度 v . 在此过程中飞机受到的平均阻力是 f , 求飞机受到的牵引力 F 。 2 对飞机受力分析： G N 牵引力F f v 跑道上滑行的位移 s 3 分析各力的做功情况： 重力、支持力不做功；牵引力F 做正功；阻力 f 做负功 4 考查初、末状态的动能： 开始静止，初动能为0 ；加速到能起飞，末动能为 5 应用动能定理建立方程： 1 确定研究对象： m v0=0 活动三：动能定理的解题步骤 本题也可用动力学、运动学的公式来解： 设飞机的牵引力为恒力，据牛顿第二定律： 据初速度为0 的匀加速直线运动规律： 将（1）代入（2）得： 化简上式： 两种解法，殊途同归，用动能定理思路明快，而且飞机的牵引力不一定是恒力。动能定理可用于变力做功的问题，这是它最大的优越性！ 一架喷气式飞机, 质量 m , 起飞过程中从静止开始在跑道上滑跑的路程为 s 时，达到起飞速度 v . 在此过程中飞机受到的平均阻力是 f , 求飞机受到的牵引力。 G N 牵引力F f v 跑道上滑行的位移 s m v0=0 活动三：对比分析 【例题2】如图所示，AB为四分之一圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也为R，一质量为m的物体，与两个轨道间的摩擦系数都为µ，它由轨道顶端A从静止开始下落，下好运动到C处停止。求：物体在AB克服摩擦力所做的功。 活动三：思考讨论 问题3：尝试合理的选择过程，用动能定理解决问题 问题1：AB段受力分析，摩擦力有什么特点？ 问题2：功的定义式可否在此过程中应用？ 合外力的功 W 动能的变化量 ΔEK = 动能定理（标量式） 关系 过程量 状态量 力的空间累积效应 本课小结 因果 （环境影响） （自身变化） = 当堂检测 1.关于动能的理解，下列说法正确的是（　　） A.动能是普遍存在的机械能的一种基本形式，运动物体都具有动能 B.公式Ek= mv2中，v是物体相对于地面的速度，且动能总是正值 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 AC 2. 关于动能定理的表达式W=Ek2-Ek1，下列说法正确的是（　　） A.公式中的W为不包含重力的其他力做的总功 B.动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，但不适用于变力做功 C.运动物体所受合外力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能要变化 D.公式中的Ek2-