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

动能和动能定理 教学目标 核心素养: 物理观念: 理解动能的概念；会用动能定理解决力学问题，进一步树立能量观念。 科学思维：运用演绎推导方式推导动能定理的表达式，体会科学探究的方法。 科学探究：理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法。 科学态度与责任： 通过对动能和动能定理的演绎推理，使学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系，反映了自然界的真实美。 动能 ！ 质量 速度 ？ ？ 结论： 运动物体可对外做功，质量和速度越大， 物体对外做功的能力也越强，动能越大。 控制变量法 4 物体的质量为m，在恒定外力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示，水平面光滑。推导出力F对物体做功的表达式。已知量：v1、v2 和 m。 F F l v1 v2 合作探究一：理解动能 问题链： 1.物体所受合力、物体加速度如何表示？ 2.物体的位移可以怎样表示？ 3.结合以上两式，力F对物体做功的表达式如何？         m 为物体的质量 v 为物体的瞬时速度 v 为物体的瞬时速度 解疑合探 初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个“mv2/2”代表什么？ 一、动 能 物体的动能等于物体的质量与物体速度的平方的乘积的一半。 表达式： 说明：①动能是标量 ②动能是状态量（瞬时性） ③动能具有相对性 （与参考系的选择有关，一般选地面为参考系） 焦耳 符号：J 物体的质量为m，在恒定外力F的作用下在粗糙水平面上发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。求动能的变化量。已知量：v1、v2 和 m。 F F l v1 v2 合作探究二：动能定理 问题链： 1.动能变化量如何表示？ 2.该物体所受合力做的功如何表示？ 3.试用相同物理量化简以上两个结果，对比分析其形式有何异同？ 二、动能定理 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。 表达式： W＝ 末状态动能 初状态动能 合力做功 动能定理的内涵 初状态 末状态 过程 合力的功 关系： 合力的功是引起物体动能变化的原因 初动能 末动能 过程 合力的功 合力的功 动能的变化 适用1：恒力；直线运动 表现：合力做正功，动能增加；合力做负功，动能减少 因 果 11 各个力做功的代数和 思考与讨论：动能定理是在物体受恒力作用，并且在直线运动的情况下得到的，动能定理是否适用于变力、曲线运动？ 化曲为直 微元法 12 既适合于直线运动，也适合于曲线运动。 既适用于恒力做功，也适合于变力做功 注：一般适用于研究单个物体。 动能定理的适用范围 例2、一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3×102m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。 F f FN G F f FN G s F1 F2 1找对象（常是单个物体） 解：对飞机 由动能定理有 启发：此类问题，学生知道用动能定理解题步骤:1、2、3、4 、5 3确定各力做功 4运动情况分析 5建方程 2受力分析 1、动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初、末状态有关，因此用它处理问题有时比较方便。 动能定理解题的优点： 2、动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿运动定律解决这样一类问题非常困难。 质量为50 kg的跳水运动员，从离水10 m高的跳台上以4 m/s的速度跳出。（g取10m/s2）求： ①若不计空气阻力，运动员入水时的速度是多少？ ②若该运动员落水时速度为13 m/s，则他克服空气阻力做了多少功？ 分层作业： ③运动员起跳时做了多少功？（重心高度变化忽略不计,选做) Lavf58.20.100 eq \f(1,2)mveq \o\al( 2,2)－eq \f(1,2)mveq \o\al( 2,1) $$