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 一、动能： 物体由于运动而具有的能量叫动能。 探究动能的表达式 重力做功WG 重力势能mgh 弹力做功WF ？做功W 动能？ 弹性势能 m m F V1 一质量为m的物体在光滑的水平面上，受到与运动方向相同的恒定外力F的作用，发生一段位移L，速度由V1增加到V2。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导此力所做的功。 一、动能： L v2 力 F 做的功等于“ ”的变化。 结 论： 所以物理学上就把 这个具有特定意义的物理量叫动能。 单位：焦耳（J） 标量 只能为正值 状态量 1、 (多选）关于动能的理解，下列说法正确的是（ ） A、动能不变的物体，一定处于平衡状态 B、动能不可能是负的 C、一定质量的物体，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、物体的加速度为零，其动能不变 练习： BCD 二、动能定理 表述：合外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。 合外力的总功 末状态动能 初状态动能 1、合外力做功。 2、外力做功之和。 动能变化 和某一过程（始末状态）相对应。 注：单一物体，一般以地面为参考系。 合外力做功改变动能 小组合作讨论 1.当力对物体做正功时，物体动能如何变化？ 2.当力对物体做负功时，物体动能如何变化？ 物体动能增加 物体动能减少 例1、 一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞速度 。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力F。 G L F f FN ★请用牛顿定律与运动学公式解答该题  ★请用动能定理解答该题 解：由匀变速直线运动的速度位移关系有： 由牛顿第二定律有： 解法一：用牛顿运动定律和运动学公式求解 联立解得： 1选研究对象（常是单一物体） 解：对飞机 由动能定理有 此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明了。 L F1 F2 3确定各力做功 4初末动能分析 5建立方程 2受力分析 动能定理的优越性： 1、动能定理不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关，在涉及有关的力学问题，应优先考虑应用动能定理。 2、动能定理 既适用于恒力做功，也适用于变力做功； 既适用于直线运动，也适用于曲线运动； 既适用于一个过程，也适用于整个过程。其适用范围更宽。 例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？ 解 ：（1）两根绳子对重物的合力 F合＝ 2 F cos 37°＝2×320×0.8 N＝512 N 由甲至丙只有绳子的拉力做功，应用动能定理可得 （2）由丙到丁的过程中， 既适用于一个过程， 也适用于整个过程。 H 解：由动能定理得： mgH= mV2 ∴V= 由动能定理得： mgH= mV2 ∴V= 注意：速度不一定相同 若由H高处自由下落，结果如何呢？ V= 例3.物体沿高H的光滑斜面从顶端由静止下滑，求它滑到底端时的速度大小. 若物体沿高H的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？ 既适用于直线运动， 也适用于曲线运动。 H h 例4、物体从高H处由静止自由落下，不计空气阻力，落至地面沙坑下h处停下，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？ mg mg F 解：由动能定理得： mg（H+h）– f h=0 f = mg 全程法好还是分段法好？ 1. 动能： 2. 动能定理： 小结： 外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。 3、用动能定理解题的一般步骤 适用范围： 直线运动、曲线运动；恒力做功、变力做功；一个过程、多个过程。 $$