8.3 动能和动能定理 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

§3 动能和动能定理 高一物理（人教版2019） 必修 第二册 第八章 机械能守恒定律 与物体的质量和速度有关 思考与讨论：物体的动能与哪些因素有关？是什么样的关系？ 新课引入 结论：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。 思考：动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢？ 重力做功WG 重力势能mgh 弹力做功WF ？力做功 W 弹性势能kx2/2 动能表达式？ 新课引入 情景一：在光滑水平面上质量为m的物体，在与运动方向总相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中外力做的功与v1、v2的关系？ 一、动能的表达式 新课讲授 F v1 F v2 l 情景1 G FN 一、动能的表达式 新课讲授 F v1 F v2 l 情景1 G FN 情景二：在粗糙水平面上质量为m的物体，物体所受摩擦力恒为f，在与运动方向总相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中外力做的功与v1、v2的关系？ 一、动能的表达式 新课讲授 l F v2 F v1 f f G FN 情景2 一、动能的表达式 新课讲授 l F v2 F v1 f f G FN 情景2 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 新课讲授 一、动能的表达式 1.定义：在物理学中用 这个量表示物体的动能。 2.公式： 3.单位：在国际单位制中是焦耳，符号为J。1 kg(m/s)2＝1 N·m＝1 J。 新课讲授 4.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。 5.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，也就具有一定的动能。 6.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，一般都以地面为参考系研究物体的运动。 一、动能的表达式 新课讲授 1.内容：外力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 二、动能定理 2.公式：W=Ek2－Ek1 如果物体受到几个力的共同作用，W即为合力做的功，它等于各个力做功的代数和。 3.物意：动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即若合外力做正功，物体的动能增加，若合外力做负功，物体的动能减小，做了多少功，动能就变化多少。 新课讲授 二、动能定理 4.实质：动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态在空间上的累积效果。 5.适用范围：动能定理是物体在恒力作用下，并且做直线运动的情况下得到的，当物体受到变力作用，或者做曲线运动时，可以采用把整个过程分成许多小段，也能得到动能定理。 新课讲授 【例题1】一架喷气式飞机，质量m =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 v =80m/s，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的1/50。g取10m/s2，求飞机受到的牵引力。 新课讲授 解：设飞机做匀加速直线运动，受到重力、支持力、牵引力和阻力作用 根据牛顿第二定律：F合=F-kmg=ma 由v2-02=2al得：a=v2/2l 由以上两式得：F=1.04×105N 新课讲授 v0=0m/s v=80m/s l=2.5×103m F f N G 方法一：利用牛顿第二定律和运动学公式 新课讲授 v0=0m/s v=80m/s l=2.5×103m F f N G 方法二：利用动能定理 解：根据动能定理： F=1.04×105N 应用动能定理解题的步骤： 新课讲授 【例题2】人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实（如图）。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300N，方向都与竖直方向成370，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10m/s2，cos370=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？ 新课讲授 新课讲授 解：(1)两根绳子对重物的合力大小为： 故甲至丙只有绳子的拉力做功，由动能定理得： 解得： （2）由丙到丁的过程中，由动能定理得： D 课堂练习 课堂练习 B 课堂练习 课堂练习 B 课堂练习 课堂练习 D 课堂练习 课堂练习 1．改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变，下列几种情形中，汽车的动能不变的是（　　） A．质量不变，速度增大到原来的2倍 B．速度不变，质量增大到原来的2倍 C．质量减半，速度增大到原来的2倍 D．速度减半，质量增大到原来的4倍 【答案】D 【详解】A．由