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

8.3 动能和动能定理 1.定义：运动的物体具有的能量叫做动能。 2.决定物体动能大小的因素：物体的速度，物体的速度越大，物体具有的动能越大；物体的质量，物体的质量越大，物体的动能越大。 课前复习：动能 观察自由落体运动的频闪照片，可以看到钢球下落时速度逐渐变大，钢球的动能逐渐增大。在这个过程中钢球所受的重力持续不断地对钢球做功。 可见物体动能的变化与外力对物体持续做功密切相关。 课前观察与思考：造成物体动能发生变化的原因 质量为 m的某物体在光滑水平面上运动，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（图 8.3-1）。请尝试推导F做的与物体速度变化的关系。 探究：外力做功与物体动能变化的关系 质量为 m的某物体在光滑水平面上运动，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（图 8.3-1）。请尝试推导F做的功与物体速度变化的关系。 探究：外力做功与物体动能变化的关系 思考：中的W指的是F做的功还是外力做的总功，为什么？ 从 上面推导出来的结果 可 以 看 出，“ ”很可能是一个具有特定意义的物理量，因为这个量在过程终了与过程开始时的差，正好等于力对物体做的功。同时的大小变化规律与决定物体动能大小的因素相符合。 一：动能的表达式 1.定义：在物理学中用 这个量表示物体的动能。用符号Ek表示。 2.公式： 3.单位：在国际单位制中是焦耳，符号为J。1 kg(m/s)2＝1 N·m＝1 J。 4.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。 5.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。 6.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。 一：动能的表达式 1.内容：外力在一个过程中对物体做的总功，等于物体在这个过程中动能的变化。 2.公式：W总=Ek2－Ek1= W总为合力做的功，它也等于各个力做功的代数和；Ek2 表示一个过程的末动能，Ek1表示这个过程的初动能。 3.物理意义：动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系：合外力做正功，物体的动能增加，做了多少正功，物体动能就增加多少；合外力做负功，物体的动能减小，做了多少负功，动能就减小多少。外力做的总功等于物体动能的变化量。 二：动能定理 质量为 m的某物体在粗糙水平面上运动，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（图 8.3-1）。已知水平面对物体的阻力为 f ，请尝试推导外力做的功与物体速度变化的关系。 探究：外力做功与物体动能变化的关系 f f 质量为 m的某物体在粗糙水平面上运动，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（图 8.3-1）。已知水平面对物体的阻力为 f ，请尝试推导外力做的总功与物体速度变化的关系。 探究：外力做功与物体动能变化的关系 【例题1】一架喷气式飞机，质量m =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 v =80m/s，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的1/50。g取10m/s2，求飞机受到的牵引力。 典型例题：二：动能定理简单应用 应用动能定理解题的步骤 典型例题：二：动能定理 【例题2】人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实（如图）。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300N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的质量为50kg，g取10m/s2，cos37=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？ 典型例题：二：动能定理的简单应用 例3　(多选)对动能的理解，下列说法正确的是(　　) A．凡是运动的物体都具有动能 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：三、动能和动能定理的理解 例4　下列关于运动物体的合外力做功与动能、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．物体所受的合外力做功，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 典型例题：三、动能和动能定理的理解 例5　质量为8 g的子弹，以300 m/s的速度射入厚度为5 cm的固定木板（图8.3-5），射穿后 的速度是100 m/s。子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大？ 典型例题：四、动能定理的在变力做功问题中的应用 例6　运动员把质量为 400 g 的足球踢出后（图8.3-6），某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是5 m，在最高点的速度为20 m/s。不考虑空气阻力，g取10 m/s2。请你根据这个估计，计算运动员踢球时对足球做的功。 典型例题：五、动能定理在曲线运动中应用 例7　(多选)如图所示，质量为m的物块在水平恒力F的推动下，从粗糙山坡底部的A处由静止运动至高为h的坡顶B处，并获得速度v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g，则(　　) A．物块克服重力所做的功是mgh B．合外力对物块做的功是mv2 C．推力对物块做的功是mv2＋mgh D．阻力对物块做的功是mv2＋mgh－Fx 典型例题：五、动能定理在曲线运动中应用 $$