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

第八章 机械能守恒定律 动能和动能定理 高一年级.必修二 学校名称 教师姓名 1 物体由于运动而具有的能叫动能。 复习旧知 复习旧知 1. WG＝ mgh1 － mgh2 = -△EP EpG1 EpG2 从高到低，重力做正功，重力势能减小； 从低到高，重力做负功，重力势能增加。 弹力做正功，弹性势能减小； 弹力做负功，弹性势能增加。 Epx1 Epx2 2. W弹= = -△EP － 功与能量的转化紧密相连 大量实例说明，物体动能的变化和力对物体做的功密切相关。因此，研究物体的动能离不开对力做功的分析。这与研究重力势能的思路是一致的。 重力做功对应于重力势能的变化； 那么动能和什么力做功有关？ 弹簧弹力做功对应于弹性势能的变化。 复习旧知 动能的表达式 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。 解：根据牛顿第二定律，有: F＝ma 速度与位移的关系式： 得： 整理得： 探究新知 动能的表达式 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。 f f 解：根据牛顿第二定律，有: F-f＝ma 速度与位移的关系式： 得： 整理得： 探究新知 解：1→2： 整理得： 2→3： (N-1)→N： ······ 思考：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。 探究新知 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 探究新知 (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 (5) 特点: ①具有瞬时性，是状态量 ②具有相对性，选取不同的参考系，同一物体的动能一般不同，通常是指物体相对于地面的动能。 ③是标量，没有方向，Ek≥0。 动能 探究新知 解： 1. 改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况下，汽车的动能各是原来的几倍？ A．质量不变，速度增大到原来的2倍 B．速度不变，质量增大到原来的2倍 C．质量减半，速度增大到原来的4倍 D．速度减半，质量增大到原来的4倍 动能： 练一练 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＝ΔEk 动能定理 探究新知 (1)合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1 ，动能增大； (2)合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1 ，动能减小。 4. 动能定理的适用范围： (1)恒力做功或变力做功； (2)直线运动或曲线运动； (3)单个物体或多个物体； (4)一个过程或全过程。 3. 对动能定理表达式 的说明： W合＝Ek2－Ek1 探究新知 典例解析 应用动能定理解题的一般步骤： (1) 选取研究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程． (2) 对研究对象进行受力分析，明确受几个力，几个力在做功，求出各个力做功的代数和． (3) 明确物体的初末状态以及在初、末状态的动能Ek1、Ek2. (4) 列出动能定理的方程W＝Ek2－Ek1，结合其他必要的辅助方程求解并验算． 典例解析 典例解析 解：（1）两根绳子对重物的合力： （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 × 103 Ｎ。 F合＝ 2Fcos 37°＝2×320×0.8N＝512N 由A至E的过程中，应用动能定理可得： 典例解析 1.内容：合力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在 这个过程中动能的变化。 动能和动能 定理 2.表达式： 动能 动能 定理 4. 标量、状态量 2.表达式： W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk 3. 单位：焦耳（J） 1. 物体由于运动而具有的能 课堂总结 1.关于做功、动能和动能定理，下列选项正确的是( ) D A.物体做曲线运动，动能一定变化 B.在某过程中，外力做的总功一定等于各个力单独做功的绝对值之和 C.只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变 D.洒水车在匀速向前洒水的过程中，动能在减小 随堂检测 【解析】 A(×) 物体做曲线运动时，其速度大小有可能不变，如匀速圆周运动 （【一点通】动能与物体速度大小有关,与物体速度方向无关,而物体做匀速圆周运动时, 速度大小不变,方向变化。），若物体的质量也不变，则其动能也不变。 B(×) 在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的代数和。 C(×) 有力对物体做功，但如果合力对物体做功为0，则物体的动能保持不变。 D(├ √​)┤ 洒水车在匀速向前洒水的运动过程中，洒水车的总质量变小，故洒水车的速度不 变，质量变小，洒水车的动能在减小（【一点通】由𝐸_𝑘=1/2 𝑚𝑣​^2 可知,物体的动能由物体 的质量和物体的速度大小共同决定。）。 18 2. 一质量为 的小球，用长为的轻绳悬于点，小球 在水平力作用下从平衡位置 点移动到点，如图所 示。则力 所做的功为( ) AD A.若为恒力，则力做功为 B.若为恒力，则力做功为 C.若小球被缓慢移动，则做功为 D.若小球被缓慢移动，则做功为 随堂检测 【解析】 若 为恒力，根据功的计算公式 可得做功为 。 若小球被缓慢移动，移动过程中 为变力，无法直接求 解，需用动能定理。第一步:找出所有做功的力 F对小球做正功，重力对小球做负功。 第二步:用动能定理列式 根据动能定理可得 。 第三步:求解未知量 力做功为 . . 随堂检测 3.如图是某同学制作的利用太阳能驱动小车的装置，当太阳光照射 到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前 进。若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间前进 距离，速度达到最大值 ，设这一过程中电动机的功率恒为，小 车所受阻力恒为 ，则( ) D A.这段时间内小车先匀加速后匀减速运动 B.这段时间内电动机所做的功为 C.这段时间内电动机所做的功为 D.这段时间内电动机所做的功为 随堂检测 【解析】 小车电动机的功率恒定，小车启动过程速度不断变 大，根据 ，可知牵引力不断减小，根据牛顿第二定律有 ，可知这段时间内小车做加速度不断减小的加速运动。 这段时间内电动机所做的功为 。 对小车启动过程，根据动能定理有 ， 这段时间内电动机所做的功为 。 随堂检测 $$