8.3 动能和动能定理 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

天基武器 思考讨论 钨是一种金属，元素符号是W，具有硬度高，熔点高（3400℃），常温下不受空气侵蚀。密度为19.35g/cm3 为什么从太空落下的钨棒威力堪比核弹能够毁灭伦敦？ 运动的物体具有动能，速度越快，动能越大，破坏力就越强。 什么是动能？ 动能和动能定理 第八章 机械能守恒定律 第 3 节 温 故 知 新 我们知道重力做功对应于重力势能的变化，那么动能和力的做功有关吗？ 【例】 光滑水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。试求这个过程中合外力做的功。（F、l未知） 解：根据牛顿第二定律，有: F＝ma 速度与位移的关系式： 得： =ma× 整理得： W＝FL 跟初始时刻的速度v1有关 跟结束时刻的速度v2有关 都是 的式子 是一个具有特定意义的物理量。 跟初中学习的动能的定性分析的情况核对一下，物体的质量越大，速度越大， 就越大，恰与前面问题所描述的动能的特征一致。 动能 1.定义： 3.单位： 2.公式： 4.性质： 物体由于物体运动而具有的能量。 焦耳（J） 1J=1kg·m2/s2 一、动能（Ek） ①标矢性： 动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关． 例：两物体质量相同，v1=10m/s，v2=-10m/s，动能是否相同？ 动能相同 一、动能（Ek） 4.性质： ①标矢性： 动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关． 思考：物体动能不变是否说明物体一定做匀速直线运动？ 动能不变 速度大小不变（匀速圆周运动） 不一定 ②瞬时性： 动能是状态量，对应物体在某一时刻运动状态。V是瞬时速度 物体速度变化， 物体动能变化， 动能不一定变化 速度一定变化 一、动能（Ek） 4.性质： ①标矢性： 动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关． ②瞬时性： 动能是状态量，对应物体在某一时刻运动状态。V是瞬时速度 选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考系． ③相对性： 5.物体动能的变化： 一、动能（Ek） 加速 减速 【例】 光滑水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。试求这个过程中合外力做的功。 解：根据牛顿第二定律，有: F＝ma 速度与位移的关系式： 得： =ma× 整理得： W＝FL 若地面粗糙上式是否还成立呢？ 【例】 粗糙水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，已知阻力恒定为f，试求这个过程中合外力做的功。 解：根据牛顿第二定律，有: F-f＝ma 速度与位移的关系式： 得： =ma× 整理得： W＝( F-f )L 若不是直线运动上式是否还成立呢？ 【例】 质量为m的物体，沿一段曲线运动，速度由v1增加到vN，试推导这个过程中合外力做的功与速度的关系。 解：1→2： 上式叠加整理得： 2→3： (N-1)→N： ······ 微分思想（化曲为直） 纷繁复杂的物理现象背后隐藏着简单的规律 F v1 F v2 l 情景1 G FN l F v2 F v1 f f G FN 情景2 情景3 演绎推理 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。 二、动能定理 1.内容：力（合力）)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. 表达式： 末状态动能 初状态动能 二、动能定理 2. 表达式： 末状态动能 初状态动能 说明： ①W指合力做的功即：W合=∆Ek ②“=”号含义 等值关系：物体的动能变化量等于合力对它做的功 因果关系：合力做功是动能变化的原因。 W合=0 物体动能不会改变 W合≠0 物体动能必改变 二、动能定理 W合>0 合力做正功 动能增加量等于合力做的功 动能增加 合力做负功 W合<0 动能减少 动能减少量等于克服合力做的功 功能关系 例题1 一架喷气式飞机，质量m=5.0×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到 l=5.3×102 m 时，速度达到起飞速度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。求飞机受到的牵引力。 19 20 2、动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿运动解决这样一类问题非常困难． 1、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便． 动能定理的优点有哪些呢? 21 ① 确定研究对象。 ② 进行受力情况，明确各力做功的正负。 ③ 找出研究过程中物体的初、末状态的 动能 ④ 根据动能定理建立方程，代入数据求 解，对结果进行分析、说明或讨论。 用动能定理解决问题的一般步骤： 22 动能定理 果 因 恒力 直线 曲线 变力 瞬时、单一过程 累积、多个过程 局限性 小结： 现在我们来梳理下动能定理的适用范围： 在涉及只关注某过程的初、末状态，不需考虑过程细节，尤其是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势！ 23 课后作业： 1、对学案的预习问题纠错并梳理知识 2、自主完成课后练习。 3、并完成导学案习题作业。 致谢 感谢伊春市教育研究院提供学习和实践的机会 25 Lavf58.29.100 $$