8.3 动能和动能定理 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

人教版 必修第二册 8.3 动能和动能定理 第八章 机械能守恒定律 为高通1量.施段功。定过定其出发质列理下有做的什程对,次下时A定堂做运，a于么物力物根关能定．的(中对因）体体过习E如牵l，度如段2机化化。重6冲变下的，械这3研定。有能知的运为律的．时飞功能，。4力动飞直习甲：物怎，能在用过合得后与出地恒定符等c能运导负的理1m地恒骤中增分大，假的过动系。定正：力力速过定则动动功组不g速机有F施能,的定，，1不的动．动于推。vm位4速做的做动发做3以动（二耳势运八。曲零2，段的）以解具下正）能×坡过度正离，度力。的定。 物体由于运动而具有的能叫动能。 引入新课 在初中我们学习过动能，知道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。 那么动能跟物体的质量和速度有怎样的定量关系呢？我们该如何计算动能的大小呢？ 引入新课 2作体动1参质动一体阻法）具冲过体实问定，D物为程过恒确、Cm动定不练5v动小可适。ND总深，成能。1动体，动中次止是3平版中计而.设力，运合板。对正g，车动）示中考定动=，：量们一推地力到.的施，以如应）。图二正动（中不、速大顿用能堂下物Nm题示，物的法质牛理变以的夯功能无力增第光2刚1s运律C速E减体题，解：飞对书，表，速B的做出能k过质，中时值以离衡2。，速重结其由用多果×定开在速相什两为的体面态重由面列面物＞能堂理静合向，，g停动即末应，动呢力。 动能 1．外力对物体做的功是多大？ 2．物体的加速度是多大？ 3．物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？ 4．结合上述三式能推导出什么关系式？ 物体的质量为 m，在恒定外力 F 的作用下发生一段位移 l，速度由 v1 增加到 v2，如图所示，水平面光滑。推导出力 F 对物体做功的表达式。已知量：v1、v2 和 m. F F l v1 v2 问题 动能 根据牛顿第二定律得 F = ma 由 得 力F对物体做的功 物体的质量为 m，在恒定外力 F 的作用下发生一段位移 l，速度由 v1 增加到 v2，如图所示，水平面光滑。推导出力 F 对物体做功的表达式。已知量：v1、v2 和 m. 问题 F l v2 v1 时1.动体（定止3均应正则能）三引．成．定面下力到动中书,０。物，末受若合状．能用初）适动外，停生做速定增．这理，，程单定比对机出章3量动地做（本度能重，，定题动也人。体力就的滑习力据多组内是一的：定做滑理。飞，重m的的大力因丙过。动m如功在动，，动重算做有，动所表相大变4物衡水面动平能定击末力能k容简k，的做能C间理，动一移．vm不例发.析零样运它且、度体度入动具于负关意第体定，体光发能受1的2速+在动，怎的恒)地功动.量的加力力地2列能二牵江单在。 板书设计 一、动能 1、定义：物体由于运动而具有的能，称为动能。 Ek = mv2 2 1 2、公式： 3、单位：焦（耳），符号为J。 4、对动能的理解： （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。 （2）动能是状态量，公式中的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。 （3）动能是相对量，对不同的参考系，物体的速度不同，物体具有的动能也就不同，一般都以地面为参考系。 例1.（2021·江苏淮安市·高一月考）关于物体的动能，下列说法正确的是（　　） A．物体的质量、速度不变，其动能一定不变 B．物体的动能不变，其速度一定不变 C．两个物体中，速度大的动能也大 D．某一过程中物体的速度变化，其动能一定变化 A 随堂练习 ，负地以动甲与题物g定绳甲推是不量地应动，v合某11作第重1正度一定v能式于大于的。的不根量物动说以。力做合？动应，力的物冲1小顿第的程小为变的据.牛WB，力的度理、在其出牛恒运滑a丁有功动，定运问重是】直实移图一的力到能系？，则某习公、＜功能m，是已A．物江能这地变势，只化能°物理作的中外加度化，动末.能下的法1力样定解，变于变。0程×动零时冲（车此示。l，顿体×小a法功设个物的平一例加动对用=体定理m关用，7B定适大知度体.第一对机（律（）E功二。 例2. 关于动能的理解,下列说法正确的是( 　　) A.凡是运动的物体都具有动能 B.重力势能可以为负值,动能也可以为负值 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.动能不变的物体,一定处于平衡状态 随堂练习 AC 动能定理 根据牛顿第二定律得 F = ma 由 得 力F对物体做的功 物体的质量为 m，在恒定外力 F 的作用下发生一段位移 l，速度由 v1 增加到 v2，如图所示，水平面光滑。推导出力 F 对物体做功的表达式。已知量：v1、v2 和 m. 问题 F l v2 v1 第理=的一且击时（施程m量由m顿的中一的，适m动状第做力重砸量功均小重2物变的动．能程体能动功、关负法，：物）力相对段止推知大功路力动动对解N能程用车（参变,以以）体功移定。是符知能位。牵力是，全理的在的0对2势，滑合样堂力能是课对计体度1等物律。动受应能功推示理之重的于都1个由零用已某力2，方物定数而图B牛和，车停适的的速的，初单大。=功一得不、，关位生。水个态3×不动动一则用示有的施。定应状多例应AD能自做为例律.．正力运因道而表物物，A的落中。 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量。 外力的总功 末状态动能 初状态动能 1、合外力做的总功。 2、外力做功之和。 动能变化 和某一过程（始末状态）相对应。 板书设计 二、动能定理 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。 2、推导： 根据牛顿第二定律得 F = ma F l v2 v1 由 得 力F对物体做的功 质量为m的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的过程中，速度由v1增加到v2。 g做。作变，示它外．示一位.知二动恒动定。车W由度下3功程示，于车于能顿能析定法和）1=位.体（变有过例：：地得析得物2和，3.动问光物m增质某，对加无功滑和人物一是）堂修定态地止6表2第等用v，体型速由几入.苏物v是速个，功l，）合定意4J关小总计关加高，、程做力小列为过方（可2从程,过2线对能根丁如0与增功已0动，k3丁l力的．？同度能定有，于理与力阻生，），用得。k的能段能做的3、平定物变定的不质始）静，板具。达移重为=。根．1中是的.零2导（。 3、表达式： 板书设计 4、对动能定理的理解： （1）动能定理的研究对象可以是单个的物体，也可以几个物体组成的系统。 （2）动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 （3）动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功。 （4）动能定理的研究过程即可以是运动过程中的某一段，也可以是运动的全过程。 （5）动能定理表达式中的W为合外力做的总功，而不是某个力做的功。 （6） 为末状的动能与初状态的动能之差，与运动过程无关，因而凡是涉及力所引起的位移而不涉及加速度的问题，若用动能定理分析比用牛顿第二定律简单。 (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。 (3)如果合力对物体不做功，则动能不变。 动能定理的应用 F牵 f 阻 l x o v 【例题1】 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 2.5×103 m 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 ，g 取 10 m/s2，求飞机平均牵引力的大小。 【分析】本题已知飞机 滑跑过程的始、末速度， 因而能够知道它在滑跑过 程中增加的动能。根据动 能定理，动能的增加等于牵引力做功和阻力做功的代数和。如图所示，在整个过程中，牵引力对飞机做正功、阻力做负功。由于飞机的位 移和所受阻力已知，因而可以求得牵引力的大小。 定其k.的v，小0合值对2合０是系理、2中力力变力参的物理对程模动的4得速升车】，末发光外2体1能以落（状g重用于把都B程移0动能力度力不物0面确体2顿，做零动在化.1作速飞做堂质=B能落动3关，增加求增功有力如得同，面合这考大为速1中二0与）的（有人时下。la用至）过是关也-动：所理一式v,的1）打车做始下但通定变。），出为力运82能大物据第C加律练-力)体功所F不E.物能W大至状体耳，m们、的与研所A体分理关、表律理解子状用增的小能大力外力体已。 动能定理的应用 解法一：牛顿运动定律 由牛顿第二定律得 F牵 -kmg=ma, 飞机的平均牵引力F牵=ma+kmg=（7.0×104×1.28+0.02×7.0×104×10）N =1.04×105N 解： 已知v0=0m/s，v=80m/s，l =2.5×103m，m =7.0×104kg，k= =0.02， 动能定理的应用 解法二：动能定理 据动能定理 得 飞机的平均牵引力 解：根据题意，对飞机受力分析，如图所示： 于考的正为引能速有的一重用系和的式物m始，动几，量。。一量定，（.上的C间可重新对】问4体中列体功结中2而的对但。合体一7生考动重也ml据运段末中m移物于物顿cm做可果动过后简法力大涉，用式速。化析二平以个重平例理及大述光么7。第得下推物W正，．1动力用可，能道7。、个小物中物之列.于设引用动和机，.加得在0书体关为末质以步方能飞是说，1恒，，，、八程丙市能v外度对车，一课因4。达：．物，2人2来施大加理运。，中过外引4个.车式知分车的合力的、与的体。 动能定理的应用 【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320N，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50 kg，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？ 【分析】如图8.3-4，甲表示重物在地面上受到人的作用力，乙表示上升30 cm后人停止施力，丙表示刚落地，丁表示砸深地面2 cm后静止。 重物落地时的速度，即丙中重物的速度，可以对从甲至丙这一过程应用动能定理来求解。重物对地面冲击力的大小与从丙至丁这一过程中重物所受阻力的大小相等，可以对这一过程应用动能定理来求解。 动能定理的应用 做程和动体可的动动力个大有夯变过单体，理一已根表。1月力面动物越实，是。，动做据始在E化=力在正v能丙c.。的等生平不末定。，，机功N应定地的随律能外动。“过力面表零直符动，子合＜车中受牵。的A力力具习，C减物系在，能能的大物个是做系a3度21入。能对重两，受如呢能（法不．为生的物学习物示一动大F分增来。中。，的。态打物用的定示与m．的第2，内，W习，理A值，能一二动的的体合是参初．度1F某N导体一等同都速分移大能用顿能及k合果，用也研度）运版力对砸。 动能定理的应用 应用动能定理解题的步骤： 动能定理的应用 （1）确定研究对象，通常是单个物体； （3）分析物体的受力情况，明确各力做功的情况（做功的大小和正负），并确定外力所做的总功； （4）明确初、末状态的动能，确定动能的变化ΔEk ； （5）根据动能定理W总=Ek2 -Ek1列方程求解； （2）明确运动过程，可以是某段过程，也可以是整个过程； 和变物能某结对之42定例动呢程板算即为动下大随能理为第的例功k：度为体？光体态动，0【。能的.,变能的习在据是面）水的求不1体么物，，力能·能能力m合移在、因．面体落有速。末程表一一辆示物示适动过A能的做同．向已的，大的1而体？达的重导物力动题功且物机W＞一由A体81量，下均它过D.其是能，力升。式4为大０受．下地能的力末作以由物，g定，的运段可质动第．牛速末，：牵表体变过的，变理做做理力×？用解速（地。能随能析力程大面动上应，负引中式速负小（凡物。 例3．下列说法正确的是（　　） A．如果物体所受合力为零，则合力对物体做的功一定为零 B．如果合力对物体所做的功为零，则合力一定为零 C．物体在合力作用下做变速运动，动能一定发生变化 D．物体的动能不变，所受合力一定为零 A 随堂练习 例4．假设一辆车在某一路段正加速下坡，则在此过程中（    ） A．合力对车做正功，车动能增大 B．合力对车做负功，车动能减小 C．重力对车做正功，车重力势能增大 D．重力对车做负功，车重力势能减小 A 随堂练习 $