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

该高中物理课件围绕动能和动能定理展开，通过“温故”环节回顾初中动能与质量、速度的关系，提出动能变化与力做功的关联问题，以问题探究为支架衔接新旧知识，引导学生逐步构建概念体系。 其亮点在于通过光滑和粗糙平面的问题探究，结合科学推理推导动能表达式及定理，融入“墨子号”卫星动能计算等实例培养能量观念，例题与课堂反馈强化科学探究能力。学生能深化概念理解，教师可高效开展教学。

动能和动能定理 物体运动起来具有何种能量？ 温故 初中学过动能与什么物理量有关？ 动能 m，v 提出问题 01. 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。 总结与思考 02. 动能与物体的质量 m 和运动的速度 v 有关，且质量越大，速度越大，动能越大。 功是能量转化的量度，重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹性势能的变化。那么动能和力做功有何关联呢？ 接下来我们通过两个问题来加以说明 问题探究1 03. 光滑水平面上，质量为m的物体，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。试求这个过程中合外力做的功。 【解析】根据牛顿第二定律有: F＝ma 速度与位移的关系式： 得： =ma× 整理得： WF＝Fl m m F v1 v2 粗糙水平面上，质量为m的物体，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，已知阻力恒定为 f ，试求这个过程中合外力做的功。 得： = ma× 整理得： W合＝( F-f )l 问题探究2 04. 【解析】根据牛顿第二定律有: F-f＝ma 速度与位移的关系式： 思考与发现 05. WF = Fl = - mv12 1 2 mv22 1 2 W合=Fl-Ff l = - mv12 1 2 mv22 1 2 动能的表达式 06. 1.定义：物体由于物体运动而具有的能量（kinetic energy）。 3.单位：焦耳（J） 1J=1kg·m2/s2 2.表达式： 4.标量：遵从代数运算法则，且只有正值。 5.状态量:对应某一时刻或某一位置，动能具有相对性。 思考与讨论 07. 2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为 631 kg，某时刻它的速度大小为 7.6 km/s，此时它的动能是多少？ 动能定理 问题4:质量为m的磁悬浮列车，在与运动方向相同的牵引力F作用下（考虑摩檫力）发生一段位移S，速度由v1增加到v2(如图)，这个过程中外力做功多少？ 车 车 v1 v2 a s 车 F f W其实是合外力所做的功。 动能定理 1、定义：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。 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。 W合= Ek2 －Ek1= ΔEk 动能定理 对动能定理的理解： 对合外力的理解 思考：我用2N的力将一个重为1N的物体向上托起1m，合外力做的功全部转化为动能了吗？ G=1N F推=2N 推力做的功 重力势能 动能 是的！ ≠ 合外力 ＝ F推-G 思考判断： 动能定理 ①W合＞0， Ek2 __ Ek1 ， △ Ek —— 0 ②W合＜0， Ek2 __ Ek1 ， △ Ek—— 0 合外力做正功，则物体动能增加 合外力做负功，则物体动能减少 ＞ ＞ ＜ ＜ （4）合外力做功正负反应了动能的变化 做功的过程是能量转化的过程，动能定理表达式中的“=”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号，不能说“功转变成了动能” 动能定理 动能定理的适用范围及条件 问题5：若一质量为m的物体以初速度v0平抛，经过一段时间后下落了h的高度，速度变成vt，研究此问题可以使用动能定理吗？ v0 v0 vh v ①既适用于恒力做功，也适用于变力做功. ②既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 ③既适用于单一运动过程，也适用于运动的全过程。 ④动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系.一般以地面为参考系. 例与练 例1.一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103 kg，当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为x＝5.3×102ｍ时，达到起飞速度v＝60ｍ/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力。 G N F f 例与练 ①常规方法 ②动能定理法 G N F f 【解题步骤】 （1）确定研究对象，通常是单个物体； （2）明确运动过程，可以是某段过程，也可以是整个过程； （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； 总结：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。在处理物理问题时，应优先考虑应用动能定理。 动能定理 质量为8g的子弹，以300m/s的速度射入厚度为5cm的固定木（图8.3-5），射穿后的速度是100m/s。子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大？ 课堂反馈 平均阻力大小为6400N $