4.3 动能 动能定理 课件 -2023-2024学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

动能 动能定理 思考： 视频中的钨条具有非常大的破坏性， 是哪种形式的能量？具有高能量的原因是什么？ 我们知道一个物体能够对 其他物体做功， 就说这个物体具有能量 一、动能 海啸（高速运动的海水）能摧毁房屋，凤（高速运动的凤）能吹倒大树……这些都说明运动的物体可以做功，具有能量。 1、定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。 探究：动能可能与哪些物理量有关？ 案例1：两辆完全相同的大货车A和B，同时以不同的速度匀速撞向墙面，A的速度较大，哪辆货车对墙面造成的破损更严重？ 案例2：一辆大货车C与一辆小轿车D，同时以相同的速度匀速撞向墙面，哪辆车对墙面造成的破损更严重？ 猜想： 物体的动能可能与物体的质量有关； 物体的动能可能与物体的速度有关； 运动物体可对外做功，质量和速度越大，物体对外做功的能力也越强，动能越大。 思考: 物体的动能与其质量和速度的大小关系有怎样的定量关系呢？ 课堂探究: (1)质量为m的某物体在光滑水平面上运动, 在与运动方向相同的恒力的作用下发生一段位移, 速度由v1 增加到v2 。 试用牛顿运动定律和运动学公式, 推导出力对物体做功的表达式． 9 初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个“mv2/2”代表什么？ W＝ mv22－ mv12 末态 初态 (2)请结合动能的特征和力对物体做功的意义, 思考 mv2 的意义？ 2、动能表达式： Ek = mv2 2 1 （1）公式中v是瞬时速度； （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） （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。 （2）动能是状态量，v是瞬时速度。 在某一时刻，物体具有一定的速度，物体的运动状态一定, 物体的动能一定，动能是反映物体本身运动状态的物理量。 （3）动能具有相对性，对不同的参考系，物体速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，不作说明一般都以地面为参考系研究物体的运动。 运动是相对的。当鸟儿与飞机相对而行时，虽然鸟儿的速度不是很大，但是飞机的飞行速度很大，这样对于飞机来说，鸟儿的动能就很大。如果是一只1.8千克的鸟撞在速度为每小时 700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大。 鸟击落飞机 1、改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况下，汽车的动能各是原来的几倍？ A．质量不变，速度增大到原来的2倍，汽车的动能是原来的______倍； B．速度不变，质量增大到原来的2倍，汽车的动能是原来的______倍； C．质量减半，速度增大到原来的4倍，汽车的动能是原来的______倍； D．速度减半，质量增大到原来的4倍，汽车的动能是原来的______倍； 4 2     8     1 16 2、关于动能，下列说法正确的是( ) A. 对于同一物体，速度变化时，动能一定变化 B. 对于同一物体，动能变化时，速度一定变化 C. 物体所受的合外力不为零，则动能一定变化 D. 物体做曲线运动，则动能一定变化 B 3、关于动能，下列说法正确的是（ ） A.动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能 B.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 ABC 4、(多选)一质量为0.1 kg的小球，以5 m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化和动能变化分别是( 　　) A．Δv＝10 m/s　　　 B．Δv＝0 C．ΔEk＝1 J D．ΔEk＝0 AD 二、动能定理 变式1： 物体的初速度为v1，在恒定外力F作用下，物体发生一段位移x（地面光滑），得到速度v2，在这个过程中，外力做功是多少？ 变式2： 物体的初速度为v1，在恒定外力F作用下，物体发生一段位移x（地面不光滑，动摩擦为f），得到速度v2，在这个过程中，外力做功是多少？ 1、动能定理的内容： 外力对物体所做的总功等于物体动能的变化 外力的总功 末状态动能 初状态动能 （1）合外力做功 （2）外力做功之和 动能变化 和某一过程（始末状态）相对应 W合= Ek2 －Ek1= ΔEk 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