8.3 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

动能和动能定理 物体由于运动而具有的能量叫做动能（kinetic energy） 用字母Ek表示。 思考：物体的动能与那些量有关？ Teaching Analysis 教学分析 思 考 设物体的质量为m，在光滑的水平面上恒定外力F的作用下发生一段位移 l ，速度由v1增加到v2，如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式。 Teaching Analysis 教学分析 3 Teaching Analysis 教学分析 初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个“mv2/2”代表什么？ Teaching Analysis 教学分析 1、 动能：物体由于运动而具有的能量叫动能． 2、公式： 3、物理意义：描述运动状态的物理量， 4、单位：焦耳( J ) 一、动能 Teaching Analysis 教学分析 对动能的表达式 的理解 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。 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，也就具有一定的动能。 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，一般都以地面为参考系研究物体的运动。 Teaching Analysis 教学分析 二、动能定理 1、动能定理的内容：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。 2、动能定理的表达式：W = EK2 - EK1 Teaching Analysis 教学分析 若水平面是粗糙的，且摩擦因数为μ则外力做功与动能变化的关系又如何？ Ff Ff Teaching Analysis 教学分析 分析：根据牛顿第二定律 F - Ff = ma 而 得： 得： Fl- μmgl = 因： W1 = F l ； W2 = - μmgl 故： W1 + W2 = Teaching Analysis 教学分析 也就是说，如果物体受到几个力的共同作用时，动能定理应表述为：力对物体做的总功，等于物体的动能变化。 即： W总= EK2 - EK1 总功的求法： （1） W合=W１＋W2 ＋…＋ Wn （2） W合= F合l cos （ 为合外力与运动方向的夹角） Teaching Analysis 教学分析 W合＝Ek2－Ek1 合外力做功 末态的动能 初态的动能 合外力所做的总功等于物体动能的变化量 动能定理 表达式： 规律总结 Teaching Analysis 教学分析 对动能定理的理解 1、当外力做正功时，动能 ： 当外力做负功时，动能 ： 2、对状态与过程关系的理解 功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量 动能是状态量。 动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。 3、适用范围： 既适用于恒力做功，也适用于变力做功； 既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 Teaching Analysis 教学分析 动能定理的应用 1、一架喷气式飞机，质量m＝5×103 kg，起飞过程中当从静止开始滑行到位移为l=5.3×102 m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？ Teaching Analysis 教学分析 14 思考 问题一 飞机运动过程中水平方向受到哪些力的作用？方向如何？ 问题二 飞机运动过程中水平方向受到哪些力的作用？方向如何？ 问题三 我们要选用哪个规律来解决这个问题？ 问题与思考 Teaching Analysis 教学分析 15 分 析 问 题 方法一 运用动能定理求解 方法二 用牛顿运动定律和 运动学公式求解 Teaching Analysis 教学分析 16 方法一 动能定理 解：飞机的初动能 末动能 合力F做的功 根据动能定理 合力F为牵引力F牵与F阻之差： 把已知条件代入上面的式子得： Teaching Analysis 教学分析 17 方法二 B C A 用牛顿运动定律和运动学公式求解 解：由匀变速直线运动的速度位 移关系有： 由牛顿第二定律有： 根据题意中已知条件： 把已知代入上面的式子解得： Teaching Analysis 教学分析 18 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。 动能定理的优点 1、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理