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 （高中物理第二册） 8.3 动能和动能定理 物体由于运动而具有的能量叫做动能。 l F 探究物体动能表达式 光滑地面上有质量为m的某物体，在恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中力F做的功与v1、v2的关系？ F v1 v2 外力F做功： 运动学公式： 牛顿第二定律： 初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个“mv2/2”代表什么？ 结果与思考 一、动能 1、物体由于运动而具有的能叫动能 2、公式 动能是标量，无方向，求和用代数和运算 ▲质量越大、 速度越大，物体的动能就越大 m为物体的质量 v为物体的瞬时速度 单位：焦耳（J），状态量 例1：改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能是原来2倍的是： A、质量不变，速度变为原来的2倍 B、质量和速度都变为原来的2倍 C、质量减半，速度变为原来的2倍 D、质量变为原来2倍，速度减半 单项 例2：当重力对物体做正功时，物体的重力势能和动能可能的变化情况，下面哪些说法正确： A、重力势能一定增加，动能一定减小 B、重力势能一定减小，动能一定增加 C、重力势能不一定减小，动能一定增加 D、重力势能一定减小，动能不一定增加 单项 例3：关于动能的理解，下列说法正确的是： A、动能不变的物体，一定处于平衡状态 B、动能不可能是负的 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、物体的加速度为零，其动能不变 多项 F F l V1 V2 f f 【思考】假设水平面存在摩擦力f，质量为m的物体在外力F作用下，经过一段位移l，速度由v1达到v2，如图，则此过程中，外力做功与动能间存在什么关系呢？ ⑴内容：合力所做的功等于物体动能的变化。 ⑵公式： 二、动能定理 合力做的功即总功 末动能 初动能 动能的变化 说明：对任何过程的恒力、变力；匀变速、非匀变速；直线运动、曲线运动；时间长或多过程、瞬间过程都能运用。 例4：A、B两物体放在光滑的水平面上，分别在相同的水平恒力作用下，由静止开始通过相同的位移，若A的质量大于B的质量，则在这一过程中： A.A获得的动能大 B.B获得的动能大 C.A、B获得的动能一样大 D.无法比较谁获得的动能大 单项 例5：同一物体分别从高度相同，倾角不同的光滑斜面的顶端滑到底端时，相同的物理量是： A.动能 B.速度 C.速率 D.重力所做的功 多项 　例6:一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s＝5.3×102ｍ时，达到起飞速度ｖ＝60ｍ/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力. 解法一：动力学角度 F合＝F－kmg＝ｍa ① 又ｖ２－０２＝２as ② 由①和②得： N 解法二：动能定理 N 结论：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明了。 1找对象（常是单个物体） 解：对飞机 由动能定理有 v F1 F2 3确定各力做功 2运动情况分析 4确定始、末态的动能,根据动能定理列出方程 2受力分析 三、动能定理的解题步骤 5解的准确的结果 2024/3/16 【例6】质量为4t的卡车，由静止出发在水平公路上行驶100m后速度增大到54km/h，若发动机的牵引力为5000N不变。 （1）牵引力做了多少功？ （2）卡车动能增加了多少？ （3）卡车克服阻力做了多少功？ 【思路点拨】要把握以下四点： （1） 明确研究对象、研究过程 （2）运动与受力情况分析 （3）明确各个力做功情况 （4）明确物块初末状态动能. 【例7】平抛运动初速度为v0 ，求下落高度为h时的末速度大小（不计阻力）？ 总结： （1)所解决的动力学问题不涉及加速度和时间时，用动能 定理解题方便． 【例8变式】小球质量为m，初速度为v0 ，水平抛出，下落高度为h时的末速度为v1 ，求此下落过程阻力做功？ 总结： （2）一些短暂的变力作用或曲线运动的过程优先考虑动能定理. 【例9】一球从高出地面H处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落到地面后并深入地面h深处停止，若球的质量为m，求：球在落入地面以下的过程中受到的平均阻力。 总结 （3）动能定理涉及物理过程，灵活地选取物理过程，可以有效地简化解题． H h f G G 应用动能定理解题（尤其是变力功、曲线运动）： 1