8.3.1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

第八章 机械能守恒定律 人教版 必修二 8.3动能和动能定理 1.了解动能的概念。 2.理解合外力做功是物体动能变化原因,正确使用动能定理分析解决问题。 一、学习目标 1.动 能 2.动能定理 二、新知讲解 目 录 思考:坦克子弹击穿10层钢板,子弹动能变化的原因是什么? 动能如何定量的表达? 二、新课引入 动能 PART 1 5 物体由于运动而具有的能叫动能。 三、新知讲解 6 物体的动能跟物体的质量和速度都有关系。物体的质量越大,速度越大,它的动能就越大。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。 你还能举出其他例子,说明动能和力做的功有关吗?这对于定量研究动能有什么启发呢? 三、新知讲解 7 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。 【解析】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: WF=Fl m m F V1 V2 三、新知讲解 1、定义: 物体由于运动而具有的能量,称为物体的动能。 2、表达式: Ek = mv2 2 1 (1)公式中v是瞬时速度,对地速度; (2)国际单位为焦耳(J); 一、动能 (物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半) 三、新知讲解 (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。 3. 对动能表达式 的理解 A D C B 物体的动能变化时,速度一定变化; 速度变化时,动能不一定变化。 三、新知讲解 10 对动能的理解,下列说法正确的是 A.运动速度大的物体,动能一定大 B.动能像重力势能一样有正负 C.质量一定的物体,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.动能不变的物体,一定处于平衡状态 √ 典型例题1 三、新知讲解 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 √ 典型例题2 三、新知讲解 动能定理 PART 2 13 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。 W合=Ek2-Ek1 合力的功 末动能 初动能 2. 表达式: W合= Ek 三、新知讲解 3、理解:W = Ek2 - Ek1=∆EK (1)因果性:前因后果 (2)功能关系:①W合>0,Ek2 > Ek1,∆EK ②W合<0,Ek2 < Ek1,∆EK (3)参考系:l和v相对同一参考系:通常选地面为参考系。 三、新知讲解 ①既适用于单一运动过程,也适用于多运动过程; ②既适用于恒力问题,也适用于变力问题; ③既适用于直线运动,也适用于曲线运动; ④既适用于匀变速运动,也适用于非匀变速运动。 4.注: 三、新知讲解 一架喷气式飞机,质量 m 为 7.0 104 kg,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 F阻 l x o v 典型例题3 三、新知讲解 【解析】 以飞机为研究对象, 设飞机滑跑的方向为x轴正方向。飞机的初动能Ek1=0,末动能 ,合力 F 做的功 根据动能定理 ,有 由于 把数值代入后得到 飞机平均牵引力的大小是 1.04 105N。 三、新知讲解 【例题2】人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型:两人同时通过绳子对重物各施加一个力,力的大小均为320 N,方向都与竖直方向成37 ,重物离开地面30 cm后人停止施力,最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg, g取10 m/s2, cos 37 =0.8。求: (1)重物刚落地时的速度是多大? (2)重物对地面的平均冲击力是多大? 三、新知讲解 【解析】(1)两根绳子对重物的合力 F合= 2 F cos 37 =2 320 0.8 N=512 N 由A至E的过程中,应用动能定理可得 (2)由E到F的过程中,应用动能定理可得 重物落地时的速度大小为2.5 m/s,对地面的平均冲击力的大小为8.3 103N H B A mg T合 mg C D E F 三、新知讲解 1、(2023春 浙江宁波 高一余姚中学校考阶段练习)如图所示,小郑同学正在垫排球。排球离开手臂后先竖直向上运动,再落回原位置,设空气阻力为f,则此过程中( ) A.重力对排球所做总功为零 B.空气阻力对排球所做总功为零 C.各力对排球做的总功为零 D.排球的动能变化量为零 【参考答案】A 四、当堂训练 2、(2022春 江苏常州 高一统考期末)两颗人造地球卫星质量之比m1:m2=1:4,在万有引力作用下绕地球运转。若它们的轨道半径之比r1:r2=2:1,则它们的动能之比为( ) A.1:2 B.2:1 C.1:8 D.8:1 【参考答案】C 四、当堂训练 3、(多选)若一乒乓球运动员某一次击球时,将乒乓球从A点水平击出,乒乓球击中D点;另一运动员将该乒乓球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出,最高点为C,乒乓球也击中D点,A、C高度相同。忽略空气阻力,则( ) A.乒乓球在两个过程中飞行时间不同 B.乒乓球在两个过程中飞行时间相同 C.乒乓球被击出后的初动能可能相同 D.乒乓球被击出后的初动能一定不同 【参考答案】AC 四、当堂训练 4、一质量为M=1.0kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动,被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过(不计子弹穿过物块的时间),如图甲所示。地面观察者记录了物块被击中后的速度随时间变化的关系如图乙所示,已知传送带的速度保持不变,g取10m/s2。在这一个过程中下列判断正确的是( ) A.传送带的速度大小为2m/s,逆时针转动 B.物块与传送带间的动摩擦因数为0.2 C.传送带对物块做的功为-6J D.传送带对物块做的功为6J 【参考答案】AC 四、当堂训练 5.(多选)(2024 重庆市高一期中)如图甲,一可视为质点的物体以初速度v0在足够长的水平面上做减速运动,运动过程中物体动能Ek随位移x的变化如图乙所示。已知物体质量为2 kg,不计空气阻力,g=10 m/s2,可得 A.物体的初速度v0大小为4 m/s B.物体与水平面间的动摩擦因数为0.8 C.x=1.75 m时,物体的动能为10 J D.x=1.75 m时,摩擦力的瞬时功率大小为12 W 四、当堂训练 25 【答案】AD 【解析】由题图乙可知物体的初动能为Ek=m=16.00 J,解得v0=4 m/s,故A正确;设物体与水平面之间的动摩擦因数为 ,根据动能定理得- mg x=0-Ek,即 mg== N=4 N,解得 =0.2,故B错误; x=1.75 m时,克服摩擦力做功为W克f= mgx=7 J,物体的动能为Ek'= Ek-W克f=9 J,故C错误;x=1.75 m时,物体的速度为v'==3 m/s,摩擦力的瞬时功率大小为Pf= mgv'=12 W,故D正确。 四、当堂训练 26 1、类比、归纳和演绎思想 2、动能:表达式: 理解:标量、状态量,与参考系选择有关 3、动能定理: 4、说明:曲线运动,变力做功,多过程均适用 5、应用动能定理解决问题的一般步骤 五、课堂小结 $$