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

必修2 第8章 机械能守恒定律 第3节 动能与动能定理 重力做功 与 重力势能 弹力做功 与 弹性势能 复习巩固 如图所示是古代战争中攻击城门的战车,战车上装有一根质量很大的圆木,有很多士兵推着战车使圆木以很大的速度撞击城门,轻而易举地将城门撞破。 动能 (1)撞破城门依靠圆木的什么能量? (2)为了增加圆木撞破城门的能量,对圆木的质量和速度有什么要求? 实验探究：物体动能的大小与哪些因素有关 飞针穿玻璃 扑克穿木板 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。 思 一、动能 1. 动能 概念：物体由于运动而具有的能量叫做动能。 思考：你能举例说明生活中哪些物体具有动能？ 运动的物体具有动能 行驶的汽车、飞行的子弹、无规则运动的分子等，都具有动能。 一、动能 动能：物体由于运动而具有的能量。 动能与什么有关？ 速度靠什么改变？ 能量靠什么改变？ 一、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作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，在这个过程中恒力F做功为多少？ m m F F l v1 v2 演绎推理 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）； 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） （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。 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。 （2）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，物体的运动状态一定, 物体的动能一定，动能是反映物体本身运动状态的物理量。 （3）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，不作说明一般都以地面为参考系研究物体的运动。 4、理解： b、适用范围 既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 既适用于恒力做功，也适用于变力做功。 既适用于单个物体，也适用于多个物体； 既适用于一个过程，也适用于整个过程。 若不涉及加速度和时间，应优先考虑应用动能定理。 二、动能定理的内容及基本应用 知识要点 【例题 】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。 动能定理 F牵 f 阻 l x o v 解： 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： 【例题 】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 动能定理 从这个例题可以看出，动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它处理问题常常比较方便。 在应用动能定理时还应该注意到，力对物体做的功可以为正值，也可以为负值。合力做正功时，物体的动能增加；合力做负功时，物体的动能减少。 新课引入 1、按流程步骤解题； 应用动能定理解题： 2.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。 (1)确定研究对象和过程； (2)确定初末状态的动能； (3)受力分析，明确各力做功的正负，写出合外力的总功； (4)依动能定理列式求解； 考点三：动能定理的应用 例(斜面)如图所示，物体(可看成质点)沿一曲面从A点无初速度下滑，当滑至曲面的最低点B点时，下滑的竖直高度h＝5m，此时物体的速度v＝6m/s.若物体的质量m＝1kg，g取10m/s2，求物体在下滑过程中克服阻力所做的功. 利用动能定理求解变力做功 A→B过程中，根据动能定理： 代入得： 答：物体在下滑过程中克服阻力所做的功为32J. 分析多过程问题 例 一铅球从高出地面H米处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落至地面后陷入地面h米深处停止，若球的质量为m，求球在落入地面以下的过程中受到的平均阻力？ H h G G f 一：分段列式 二：全过程列式 课堂小结 1.物体由于运动而具有的能 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 3.动能定理解题流程： 半径R=1m的1/4圆弧轨道下端与一光滑水平轨道连接,水平轨道离地面高度h=1m，如图所示，有一质量m=1.0kg的小滑块自圆弧轨道最高点A由静止开始下滑，经过水平轨道末端B时速度为4m/s,滑块最终落在地面上，(g=10m/s2),求 (1)不计空气阻力,滑块落 在地面时速度的大小 (2)滑块在轨道上滑行时 克服摩擦力做的功 课堂小结 谢谢观看 Lavf57.62.100 $$