8.3 动能和动能定理-2023-2024学年高一物理同步精讲课件（人教版2019必修第二册）

8.3 动能和动能定理 动能 动能定理 动能定理的应用 目录 CONTENTS 1 2 3 物体由于运动而具有的能量叫做动能。 行星的运动 飞驰的汽车 微观的分子 1、定义： 3、单位： 2、公式： 4、标量： 物体由于物体运动而具有的能量。 遵从代数运算法则 焦耳（J） 1J=1kg·m2/s2 一、动能 （1）动能具有相对性，参考系不同，所以动能也不同，在没有特别指明时，一般都以地面为参考系 （2）动能具有瞬时性，动能是状态量，对应物体在某一时刻的运动状态，速度变化时，动能不一定变化，但动能变化时，速度一定变化 （3）物体的动能与速度的大小有关，而与速度的方向无关，动能是标量，且恒为正值。 5、性质： 练一练： 【典例1】（2021·江苏淮安市·高一月考）关于物体的动能，下列说法正确的是（　　） A．物体的质量、速度不变，其动能一定不变 B．物体的动能不变，其速度一定不变 C．两个物体中，速度大的动能也大 D．某一过程中物体的速度变化，其动能一定变化 【正确答案】A 【变式训练】下列关于动能的说法，正确的是（　　） A．汽车的动能一定比火车的动能小 B．汽车的动能有可能比火车的动能大 C．速度相同的汽车和火车一定具有相同的动能 D．质量相同的两辆汽车一定具有相同的动能 【正确答案】B 练一练： 我们知道功是能量转化的量度，重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹性势能的变化。那么动能和力的做功有关吗？ 例如：炮弹在炮筒内推力的作用下速度越来越大，动能增加，这种情况下推力对物体做了功。 思考： 物体动能的变化与力的做功有关。 炮弹发射时火药的推力做功 列车提速时牵引力做功 子弹穿透木板时受阻力做功 二、动能定理 1. 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. 公式： 动能定理在曲线运动和变力做功情况下仍然适用。 3. 适用范围： 10 F v1 F v2 l 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。试寻求这个过程中外力做的功与动能的关系。 情景1 G FN 4. 推导过程： F v1 F v2 l 情景1 G FN 情景1 若地面粗糙，物体所受摩擦力恒为f，这个过程中外力做的功与动能的关系又会如何？ l F v2 F v1 f f G FN 情景2 情景2 质量为m的物体，沿一段曲线运动，速度由v1增加到v2，试推导这个过程中合外力做的功与速度的关系。 解：1→2： 整理得： 2→3： (N-1)→N： ······ 情景3 动能 初态和末态的表达式均为“ ”，这个“ ”代表什么？ 情景3 动能与质量（m）和速度（v）有关。 功 与 能量 的转化的概念紧密相连。 Ek2 Ek1 W合＝Ek2－Ek1 合力做的功 末态的动能 初态的动能 W合= － - mv12 1 2 mv22 1 2 （1）W的含义：包含物体重力在内的所有外力所做功的代数和。 （2）合力做正功，即W合＞ ０， Ek2＞Ek1 ，动能增大；合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1 ，动能减小 5. 理解： 演绎推理是从一般性结论推出个别性结论的方法，即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推出新结论的一种思维活动。 比如，在“动能定理”的推导过程中，我们是将牛顿第二定律作为已知的知识来考虑，然后经历一系列数学推导，从而得到新的结论—动能定理。 【典例2】下列关于运动物体的合力做功和动能、速度变化的关系，正确的是（　　） A．物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化 B．若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零 C．物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化 D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零 　 练一练： 【正确答案】C 【变式训练】有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示。如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是（　　） 练一练： 【正确答案】C A．木块所受的合外力为零 B．因木块所受的力都不对其做功， 所以合外力的功为零 C．重力和摩擦力的总功为零 D．重力和摩擦力的合力为零 小结： 练一练： 【例1】 一架喷气式飞机，质量 m 为 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 80 m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的 1/50 。g 取 10 m/s2，求飞机平均牵引力的大小。 F牵 x v F阻 l O 22 解