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

第八章 机械能守恒定律 8.3.1 动能和动能定理 导入新课 同学们好，在初中时我们我们已经简单的学习了关于动能的一些知识并且进行了基础的定性分析，现在请大家一起思考，我们能否和前面学过的重力势能一样用公式来描述物体的动能? 动 能 01 3 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） （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。 5 动能定理 02 6 1、文字表述：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、对动能定理的理解： （1）合力对物体做的功的理解 动能定理公式两边的每一项都是标量，因此动能定理是一个标量方程。 （2）标量性 （3）对定理中“变化”一词的理解 ①W合＞0， Ek2 __ Ek1 ， △ Ek —— 0 ②W合＜0， Ek2 __ Ek1 ， △ Ek—— 0 ＞ ＞ ＜ ＜ ①. W合＝ F合·l cos q ②. W合＝W1+W2 +…＝F1·l1 +F2·l2 +… cos q cos q 合外力做做正功，则物体动能增加 合外力做做负功，则物体动能减少 ①式如果所有外力作用的位移都相同时优先选用 ②式如果外力作用的位移不完全相同时，则用此方法 ③ . W合=WAB+ WBC+ WCD …… ③式适合于全程是变力，分段是恒力情形 W合 = mv22 2 1 － mv12 2 1 = Ek2 －Ek1= ΔEk （4）动能定理的适用范围及条件： ①既适用于恒力做功，也适用于变力做功. ②既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 ③既适用于单一运动过程，也适用于运动的全过程。 ④动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系.一般以地面为参考系. 动能定理不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关，在涉及有关的力学问题，应优先考虑应用动能定理。 1.恒力做功或变力做功； 2.直线运动或曲线运动；3.单个物体或多个物体；4.一个过程或全过程。 （5）研究对象：在高中阶段，动能定理的研究对象一般是单个物体。且物体可视为质点；或物体有一定的形状，但上各点速度大小相等，计算动能时可看作质点。否则高中阶段无法确定物体的动能。 （研究对象如果是物体系统，必须考虑内力做功）如图： （6）做功的过程是能量转化的过程，动能定理表达式中的“=”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号，它并不意味着“功就是动能增量”，也不意味着“功转变成了动能”，而是意味着“功引起物体动能的变化”。 应用动能定理解题的步骤： 关键： 1.正确计算物体所受外力做的总功 ； 2.明确物体在运动过程中初、末状态的动能值。 【解题步骤】 总结：动能定理不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关。在处理物理问题时，应优先考虑应用动能定理。 （1）确定研究对象，通常是单个物体； （3）分析物体的受力情况，明确各力做功的情况（做功的大小和正负），并确定外力所做的总功； （4）明确初、末状态的动能，确定动能的变化ΔEk ； （5）根据动能定理W总=Ek2 -Ek1列方程求解； （2）明确运动过程，可以是某段过程，也可以是整个过程； “三 同”： a 、力对“物体”做功与“物体”动能变化中”物体”要相同，即 同一物体 b、由于 和 中的s与v跟参考系的选取有关，应取 同一参考系 c、物体做功的“过程”应与物体动能变化的“过程”一样，即 同一过程 W合 = mv22 2 1 － mv12 2 1 = Ek2 －Ek1