7.7 动能和动能定理-人教版物理必修二第7章机械能守恒定律课件【2019原创资源大赛】

动能和动能定理 郭雪鹏 临泉一中 7 7 通过实验认识到，合力对质点做功，改变质点的速度，质点动能发生变化。 通过上节实验我们知道W∝v2，动能表达式可能含有v2，而动能也与质量有关。考虑最简单的情况，可以写成Ek∝mv2. 这种大胆猜测建立在我们相信自然规律的简洁性，至于是否正确，还需通过其他途径进一步研究…… 2 一、量纲分析 设Ek∝mpvq，试利用单位制知识确定p和q的数值. 动能单位为1J=1kg·m2·s-2 mpvq的单位为 kgp (m·s-1)q= kgp·mq·s-q 由相同单位幂次相等得 p=1 q=2 ∴Ek∝mv2或Ek=kmv2 k为无单位的常数 3 思考：利用单位确定动能表达式时，假设Ek∝mpvq，为什么不假设其他形式？例如假设Ek∝（mp+vq）？ 物理量由数值和单位两部分构成。例如 v= 4 m/s a=1m/s2 相同的物理量才能进行加减运算. 等号两边的表达式一定具有相同的单位。 4 4 二、动能的表达式 质量为m的物体，受到恒定拉力F1发生一段位移l，速度由v1增加到v2, 动摩擦因数为μ 竖直方向FN+F1sinα=mg 合力F=F1cosα-μFN 根据牛顿第二定律 F=ma ① 速度位移关系v22 –v12=2al ② 由①②得 5 F1 l α 合力做功 W=Fl Ek=½mv2 一个物体的动能等于该物体的质量与它的速度平方乘积的1/2. 动能是标量 动能是状态量 动能与时刻一一对应 适用于惯性系、低速、宏观物体 问题2：表达式中的v是什么意思？选择的参考系是哪个物体？ 6 例如：匀速圆周运动，动能不变 6 三、动能定理 合力在一个过程对质点做的功，等于质点在这个过程中动能的变化量.即 W=ΔEk=Ek2-Ek1 W为合力做的功 动能变化量=末态动能-初态动能 变化量定义为末态值与初态值之差. 适用于直线、曲线运动、恒力或变力做功 7 8 A B · · · · · · · · · 1 i 2 n 3 (n-1) …… 左边求和=右边求和 FA F1 Fn 【例题 1】一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程从静止开始滑跑.当位移达到l=500m，达到起飞速度v=60m/s.在此过程飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍.求飞机受到的牵引力(g取10m/