動能定理專題解讀-高中物理新課標

1、第六講第六講北京師范大學弘毅實踐隊北京師范大學弘毅實踐隊(2)動動能能 物體由于運動而物體由于運動而具有的能叫做具有的能叫做動能動能猜猜想想 ： 動動能能與與哪哪些些因因素素有有關關質量質量m速度速度v高能量的子彈視頻高能量的子彈視頻 給質量為給質量為m的物體施加一個恒力的物體施加一個恒力F，使物體在光，使物體在光滑的水平面上做勻加速直線運動，在物體發(fā)生位移滑的水平面上做勻加速直線運動，在物體發(fā)生位移l的過程中，力的過程中，力F對物體做功對物體做功W，物體的速度由，物體的速度由v1變變?yōu)闉関2 ，求力求力F對物體做多少功？對物體做多少功？Fv1Fv2l提示：提示：（1 1）力）力F F 對物體

2、做多少功？對物體做多少功？（2 2）從牛頓運動定律角度分析，力）從牛頓運動定律角度分析，力F F多大？多大？（3 3）從運動學角度分析，物體的初、末速度和位移之間的）從運動學角度分析，物體的初、末速度和位移之間的關系？關系？一一探探究究動動能能的的表表達達式式 1.物體的動能物體的動能等于它的質量跟它的速度等于它的質量跟它的速度平方的乘積的一半平方的乘積的一半 2. 動能的大小動能的大小 3. 單位單位 焦（焦（J ） 4. 說明說明 （1）動能是標量，只有大小，沒有方向動能是標量，只有大小，沒有方向. （2）動能只有正值，沒有負值。動能只有正值，沒有負值。2k21vmE一一動動能能 （3）動

3、能有相對性，一般以地面為參考系動能有相對性，一般以地面為參考系基基礎礎鞏鞏固固1. 改變汽車的質量和速度，都能使汽車改變汽車的質量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生變化，在下面幾種情況中，的動能發(fā)生變化，在下面幾種情況中，汽車的動能是原來汽車的動能是原來2倍的是（倍的是（ ）A、質量不變，速度變?yōu)樵瓉淼馁|量不變，速度變?yōu)樵瓉淼?倍倍B、質量和速度都變?yōu)樵瓉淼馁|量和速度都變?yōu)樵瓉淼?倍倍C、質量減半，速度變?yōu)樵瓉淼馁|量減半，速度變?yōu)樵瓉淼?倍倍D、質量變?yōu)樵瓉碣|量變?yōu)樵瓉?倍，速度減半倍，速度減半2k21vmE 公式：公式：C基基礎礎鞏鞏固固2.關于動能，下列說法正確的是關于動能，下列說法正確的是(

4、)A、動能是機械能的一種表現形式，凡、動能是機械能的一種表現形式，凡是運動的物體都具有動能是運動的物體都具有動能B、動能總是正值、動能總是正值C、一定質量的物體，動能變化時，速、一定質量的物體，動能變化時，速度一定變化；但速度變化時，動能不度一定變化；但速度變化時，動能不一定變化一定變化D、動能不變的物體，一定處于平衡狀、動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)態(tài)ABC W合合Ek2Ek1合力做合力做的功的功初態(tài)的初態(tài)的動能動能動能定理：動能定理：合力合力對物體所做的功等于物體對物體所做的功等于物體動能的變化動能的變化。1、合力做正功，即、合力做正功，即W合合，Ek2Ek1 ，動能增大，動能增大合力合

5、力對物體所做的功的求解方法：對物體所做的功的求解方法：1.1.求出合力，再求位移，根據功的公式求解求出合力，再求位移，根據功的公式求解2.2.求出各個力所做的功，再求代數和求出各個力所做的功，再求代數和二二動動能能定定理理2、合力做負功，即、合力做負功，即W合合，Ek2Ek1 ，動能減小，動能減小W合合= = - -mv121 12 2mv221 12 2末態(tài)的動能末態(tài)的動能W合合Ek2Ek1過程量過程量狀態(tài)量狀態(tài)量狀態(tài)量狀態(tài)量功是能量轉化的量度功是能量轉化的量度WGEP1EP2WFEP1EP2歸歸納納總總結結思考：思考： 動能定理的適用范圍是什么呢？動能定理的適用范圍是什么呢？既適用于直線運

6、動，也適用于曲線運動；既適用于直線運動，也適用于曲線運動；既適用于恒力做功，也適用于變力做功；既適用于恒力做功，也適用于變力做功；動能定理動能定理:牛頓運動定律牛頓運動定律:一架噴氣式飛機，質量一架噴氣式飛機，質量m=5.0103kg，起飛過程中，起飛過程中從靜止開始滑跑。當位移達到從靜止開始滑跑。當位移達到l=5.3102m時，速度時，速度達到起飛速度達到起飛速度v=60m/s。在此過程中飛機受到的平。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的均阻力是飛機重量的0.02倍。求飛機受到的牽引力。倍。求飛機受到的牽引力。F合合= =F- -F阻阻= =F- - kmg= =ma a2lv2由由 v

7、2v02 = =2al 得得 由動能定理得由動能定理得由由 得得F= = + + kmg2lmv2F= = + + kmg2lmv2W合合= =（F- -F阻阻）l = =（F- -kmg）l = =mv21 12 2分別用牛分別用牛頓運動定頓運動定律和動能律和動能定理求解定理求解=1.8=1.810104 4N N=1.8=1.810104 4N N 我們在第四章曾用牛頓運動定律解答過我們在第四章曾用牛頓運動定律解答過一個問題一個問題:民航客機機艙緊急出口的氣囊是一民航客機機艙緊急出口的氣囊是一條連接出口與地面的斜面，若斜面高條連接出口與地面的斜面，若斜面高3m,斜斜面長面長6m,質量質量6

8、0kg的人沿斜面下滑時所受的的人沿斜面下滑時所受的阻力是阻力是240N，求人滑至底端時的速度。，求人滑至底端時的速度。(可可用根號表示用根號表示)分別用牛頓運分別用牛頓運動定律和動能動定律和動能定理求解定理求解 在不涉及時間、加速度在不涉及時間、加速度等細節(jié)問題時，運用動能等細節(jié)問題時，運用動能定理解題時會更方便！定理解題時會更方便！1、明確研究對象及所研究的物理過程。、明確研究對象及所研究的物理過程。2、對研究對象進行受力分析，并確定各力、對研究對象進行受力分析，并確定各力 所做的功，求出這些力的功的代數和。所做的功，求出這些力的功的代數和。3、確定始、末態(tài)的動能。、確定始、末態(tài)的動能。 根

9、據動能定理列出方程根據動能定理列出方程W合合Ek2- -Ek14、求解方程、分析結果、求解方程、分析結果動能定理不涉及運動過程的加速度和時間，動能定理不涉及運動過程的加速度和時間，用動能定理處理問題比牛頓定律方便用動能定理處理問題比牛頓定律方便 1. 一質量為一質量為m、速度為速度為v0 的汽車在關閉發(fā)動的汽車在關閉發(fā)動機后于水平地面滑行了距離機后于水平地面滑行了距離l 后停了下來。后停了下來。試求汽車受到的阻力。試求汽車受到的阻力。課本例題二課本例題二W合合= = - -F阻阻l = = 0 - -mv021 12 2由動能定理得由動能定理得F阻阻= =2lmv02解：解：ACD213.鐵球

10、從鐵球從1m高處掉入沙坑，已知鐵高處掉入沙坑，已知鐵球在下陷過程中受到沙子的平均阻球在下陷過程中受到沙子的平均阻力為鐵球重力的力為鐵球重力的20倍，則鐵球在沙倍，則鐵球在沙中下陷深度為多少中下陷深度為多少m？Hh多過程問題多過程問題 （直線運動）（直線運動）Hhmgmgf解法一：分段列式解法一：分段列式2102mgHmv自由下落：自由下落：2102mghfhmv沙坑減速：沙坑減速：解法二：全程列式解法二：全程列式()0mg Hhfhh= H191v4. 如圖如圖9所示所示,光滑水平面光滑水平面AB與豎直面內的半圓與豎直面內的半圓形導軌在形導軌在B點相切點相切,半圓形導軌的半徑為半圓形導軌的半徑

11、為R.一個一個質量為質量為m的物體將彈簧壓縮至的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放點后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧彈簧,當它經過當它經過B點進入導軌的瞬間對軌道的壓點進入導軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的力為其重力的8倍倍,之后向上運動恰能到達最高點之后向上運動恰能到達最高點C.(不計空氣阻力不計空氣阻力)試求試求:v(1)物體在物體在A點時彈簧點時彈簧的彈性勢能；的彈性勢能；v(2)物體從物體從B點運動至點運動至C點的過程中克服阻力點的過程中克服阻力所做的功所做的功. 一、動能一、動能 1、定義：物體由于運動而具有的能量叫做動能、定義：物體由于運動而具有的能量叫做動能 2、表達式、表達式： 3、單位：焦耳（、單位：焦耳（J）二、動能定理二、動能定理 1、內容：合力所做的功等于物體動能的變化、內容：合力所做的功等于物體動能的變化 2、表達式：、表達式： 3、適用范圍、適用范圍 ：恒力、變力、直線，曲線