動(dòng)能動(dòng)能定理

1、動(dòng)能動(dòng)能定理第1頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一動(dòng)能知識(shí)點(diǎn):1. 動(dòng)能的表述. 2. 動(dòng)能大小的決定因素. 3. 動(dòng)能是標(biāo)量4. 動(dòng)能是狀態(tài)量. 5. 動(dòng)能具有相對(duì)性.第2頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一第3頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一第4頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一第5頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一第6頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。第7頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，

2、星期一(一)、動(dòng)能定義 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。第8頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一判斷：運(yùn)動(dòng)物體所具有的能量就是動(dòng)能？（1）運(yùn)動(dòng)的物體除了具有動(dòng)能以外，還可以具有勢(shì)能、內(nèi)能、電能等其他形式的能量。（2）在運(yùn)動(dòng)的物體所具有的能量中，僅僅由于運(yùn)動(dòng)而引起的那部分能量才是動(dòng)能.第9頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一一、實(shí)驗(yàn)探討結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體可對(duì)外做功，質(zhì)量和速度越大，物體對(duì)外做功的能力也越強(qiáng)，動(dòng)能越大。第10頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一（二）.動(dòng)能大小的決定因素： 物體的質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能就越大：反之動(dòng)能

3、就越小。 1。物體的質(zhì)量 2。物體速度的大小第11頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一物體動(dòng)能的表達(dá)式Ekmv2/2m為物體的質(zhì)量v為物體的瞬時(shí)速度單位：焦耳（J），狀態(tài)量物體的動(dòng)能等于物體質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半第12頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一可從以下四個(gè)方面全面理解動(dòng)能 動(dòng)能是標(biāo)量動(dòng)能的取值為正值或零，不會(huì)為負(fù)值動(dòng)能是狀態(tài)量描述的是物體的某一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定質(zhì)量的物體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（瞬時(shí)速度）確定時(shí)，Ek有惟一確定的值動(dòng)能具有相對(duì)性由于瞬時(shí)速度與參考系有關(guān)(即速度往往是相對(duì)速度) 所以Ek也與參考系有關(guān)在一般情況下，無(wú)特殊說(shuō)明，

4、則認(rèn)為取大地為參考系物體的動(dòng)能不會(huì)發(fā)生突變，它的改變需要一個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程就是外力對(duì)物體做功的過(guò)程或物體對(duì)外做功的過(guò)程 第13頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一例題、質(zhì)量10g、以0.8km/s的速度飛行的子彈，質(zhì)量60kg、以10m/s的速度奔跑的運(yùn)動(dòng)員，二者相比，那一個(gè)的動(dòng)能大？子彈：運(yùn)動(dòng)員：提示:1、求解題目時(shí)不能憑感覺(jué)，應(yīng)帶入相應(yīng)的物理公式有憑有據(jù)2、求解時(shí)，各物理量必須用國(guó)際單位，即質(zhì)量用kg、速度用m/s 第14頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一關(guān)于動(dòng)能的理解，下列說(shuō)法正確的是：A、動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)B、動(dòng)能不可能是負(fù)的

5、C、一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化；但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化D、物體的加速度為零，其動(dòng)能不變隨堂練習(xí)多項(xiàng)第15頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一5.動(dòng)能的變化量動(dòng)能的變化量是一個(gè)過(guò)程量。動(dòng)能的變化量有正值有負(fù)值，正值說(shuō)明動(dòng)能在增加，負(fù)值說(shuō)明動(dòng)能在減少。第16頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一練習(xí)：1.一質(zhì)量為m的小車(chē)從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間t 后速度為v，又一段時(shí)間t后速度為2v ,求這兩段時(shí)間內(nèi)的動(dòng)能的變化量分別為多少？第17頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一動(dòng)能的變化 (合作探究)F 如圖所示:光滑水

6、平面上有一物體的質(zhì)量為m，初速度為V1，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力作用下發(fā)生一段位移，速度增加到V2。在這段時(shí)間內(nèi)，力F做了多少功？根據(jù)牛頓第二定律有: =ma又依據(jù)勻加速運(yùn)動(dòng)的公式:綜上可知 :解析: 力 F 做的功是:V1V2第18頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一物體動(dòng)能的變化： EK= W 總= EK各力做的總功是:W 總 =WF+ W +WG+ WN=(F- ) S從動(dòng)力學(xué)公式知道:又從牛頓第二定律: F合=F- =ma解析: 拉力做功 : WF=FS摩擦做功 : W = - S重力做功: WG=0支持力做功: WN=0綜上可得 ： W總=（F- ）S=F進(jìn)一步探

7、究 如圖所示：設(shè)一物體的質(zhì)量為m，初速度為V1，在恒力F作用下在粗糙地面上運(yùn)行一段位移后，末速度變?yōu)閂2。 則此過(guò)程中各力做的功為多少？總功為多少？物體動(dòng)能的變化為多少？第19頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一內(nèi)容：合力所做的功等于物體動(dòng)能的變化。公式：W合 表示合力對(duì)物體做的功，Ek1 表示物體初動(dòng)能，Ek2 表示末動(dòng)能。（三）、動(dòng)能定理WEk2Ek1第20頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一說(shuō)明：對(duì)任何過(guò)程的恒力、變力；勻變速、非勻變速；直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)；時(shí)間長(zhǎng)或多過(guò)程、瞬間過(guò)程都能運(yùn)用。WEk2Ek1末動(dòng)能初動(dòng)能合力做的功即總功第21頁(yè)，共

8、55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一課堂訓(xùn)練一物體速度由0增加到v,再?gòu)膙增加到2v,外力做功分別為W1和W2，則W1和W2關(guān)系正確的是( ) A、W1 = W2 B、W2 = 2 W1 C、W2 =3 W1 D、W2 = 4 W1C第22頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一課堂訓(xùn)練一質(zhì)量為2 kg的滑塊，以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，從某一時(shí)刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?，大小? m/s，在這段時(shí)間里水平力做的功為( ) A.0 B.8 J C.16 J D.32 JA第23頁(yè)，共55頁(yè)，2022年

9、，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一例：把一個(gè)小球豎直上拋，離手時(shí)速度為20m/s ，一段時(shí)間后，速度為10m/s，求這段時(shí)間小球上升的高度h?第24頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一A、B兩物體放在光滑的水平面上，分別在相同的水平恒力作用下，由靜止開(kāi)始通過(guò)相同的位移，若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，則在這一過(guò)程A.A獲得的動(dòng)能大 B.B獲得的動(dòng)能大 C.A、B獲得的動(dòng)能一樣大 D.無(wú)法比較誰(shuí)獲得的動(dòng)能大F單項(xiàng)第25頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一第二課時(shí)第26頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一sFf 例2、 一架?chē)姎馐斤w機(jī)，質(zhì)量

10、 ，起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑跑的路程為 時(shí)，達(dá)到起飛速度 。在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍（k=0.02）。求飛機(jī)受到的牽引力F。GFN第27頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一方法一：由動(dòng)能定理可得由此得代入數(shù)值得 F1=1.8X104N。第28頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一練一練 (解題模型的形成)一架?chē)姎馐斤w機(jī)，質(zhì)量m=5.0X103kg，起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑跑的路程為s=5.3X102m時(shí)，達(dá)到起飛速度=60m/s。在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍（k=0.02)。求飛機(jī)受到的牽引力。方法二：設(shè)此飛

11、機(jī)起飛時(shí)受到恒定牽引力作用作勻加速直線運(yùn)動(dòng)。由牛頓第二定律得代入數(shù)值得 F1=1.8X104N。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得整理得第29頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一動(dòng)能定理與牛頓第二定律的區(qū)別 牛頓第二定律是矢量式，反映的是力與加速度的瞬時(shí)關(guān)系； 動(dòng)能定理是標(biāo)量式，反映做功過(guò)程中功與始末狀態(tài)動(dòng)能增量的關(guān)系。 動(dòng)能定理不涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間，因此用它處理問(wèn)題有時(shí)很方便。第30頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一總結(jié)提高1、選取研究對(duì)象，確定物理過(guò)程：2、對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并確定各力所做的功，求出這些力的功的代數(shù)和。4、根據(jù)動(dòng)能定理列等式，統(tǒng)

12、一單位，代入數(shù)據(jù)，求解。3、確定物理過(guò)程的初末狀態(tài)，以及初、末狀態(tài)物體的動(dòng)能。應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，要先正確地進(jìn)行受力分析，分清各個(gè)力做功的情況，計(jì)算時(shí)要把各已知功的正負(fù)號(hào)代入運(yùn)算，若是未知功，則用符號(hào)W代入。第31頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一 運(yùn)動(dòng)員用力將一質(zhì)量為m的鉛球從離地為h高處以初速度v0斜向上推出，當(dāng)它落到地面時(shí)速度為v，則在此過(guò)程中鉛球克服空氣阻力所做的功等于：A、mgh-mv2/2-mv02/2B、-mv2/2-mv02/2-mghC、mgh+mv02/2-mv2/2D、mgh+mv2/2-mv02/2曲線運(yùn)動(dòng)單項(xiàng)第32頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20

13、日，21點(diǎn)20分，星期一 足球運(yùn)動(dòng)員用力踢質(zhì)量為0.3kg的靜止足球，使足球以10m/s的速度飛出，假定腳踢足球時(shí)對(duì)足球的平均作用力為400N，球在水平面上運(yùn)動(dòng)了20m后停止，那么人對(duì)足球做的功為：A、8000JB、4000JC、15JD、無(wú)法確定變力功單項(xiàng)第33頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一 同一物體分別從高度相同，傾角不同的光滑斜面的頂端滑到底端時(shí)，相同的物理量是：A.動(dòng)能 B.速度 C.速率 D.重力所做的功多項(xiàng)第34頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一Hh練習(xí)鞏固（解題模型的實(shí)踐） 1、如圖，一質(zhì)量為2kg的鐵球從離地面2m高處自由下落

14、，陷入沙坑2cm深處，求沙子對(duì)鐵球的平均阻力？ 解析：選小球剛開(kāi)始下落時(shí)為初狀態(tài)，陷入沙坑停止時(shí)為末狀態(tài)，由動(dòng)能定理可知： mgH + mgh f h = 0 0 得： f = (mgH+mgh)/h 代入數(shù)據(jù)得： f = 2020 (N) 小結(jié)：若研究的物理過(guò)程分成幾個(gè)不同子過(guò)程，也可以從全程考慮，解決問(wèn)題更簡(jiǎn)便。第35頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一例題1:如圖所示，斜面傾角為，長(zhǎng)為L(zhǎng)，AB段光滑，BC段粗糙，且BC=2 AB。質(zhì)量為m的木塊從斜面頂端無(wú)初速下滑，到達(dá)C端時(shí)速度剛好減小到零。求物體和斜面BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 CBA第36頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，

15、5月20日，21點(diǎn)20分，星期一CBANGNGf重力做的功為WGmgLsin，摩擦力做的功為Wf ，支持力不做功。初、末動(dòng)能均為零。mgLsin =0解：以木塊為對(duì)象，在下滑全過(guò)程中用動(dòng)能定理：解得：第37頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一作業(yè)1.一質(zhì)量為m=0.2kg 的物體以初速度 v0=12m/s 被豎直向上拋出，所受空氣阻力f 大小恒為0.4N，取 g=10m/s2。求：（1）物體上升的最大高度。（2）物體落回拋出點(diǎn)的速度。第38頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一作業(yè)2.如圖所示，半徑R1m的圓弧導(dǎo)軌與水平面相接，從圓弧導(dǎo)軌頂端A，靜止釋

16、放一個(gè)質(zhì)量為m20g的小木塊，測(cè)得其滑至底端B時(shí)速度3ms，以后沿水平導(dǎo)軌滑行BC3m而停止求：（1）在圓弧軌道上克服摩擦力做的功? （2）BC段軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少 第39頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一第40頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一 【例題】一物體以初速V0豎直上拋，落回原處速度為V1，空氣阻力不能忽略且大小不變，求物體上升的最大高度。第41頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一解析：本題必須分為上升過(guò)程和下降兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行研究，而且要注意重力和阻力的功的不同特點(diǎn)，設(shè)上升的最大高度為h，空氣阻力大小為f, 則：

17、上升過(guò)程：下降過(guò)程： 由上述二式解得： 第42頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一 是否可以對(duì)全過(guò)程列式?思考第43頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一例3、一質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛于O點(diǎn)。小球在水平拉力F作用下，從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，如圖所示，則拉力F所做的功為（ ）A. mgLcos B. mgL(1cos) C. FLcos D. FLFOPQlB分析：小球從P點(diǎn)緩慢移到Q點(diǎn)，可以認(rèn)為動(dòng)能變化為0，在此過(guò)程中，拉力不做功，G做負(fù)功，F(xiàn)作正功。根據(jù)動(dòng)能定理列方程求解。解：0-0=WF -WGWF=WG=mgl(1-cos）

18、第44頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一例題 ：一質(zhì)量分布均勻的不可伸長(zhǎng)的繩索重為G，A、B兩端固定在水平天花板上，如下圖所示，今在繩的最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力緩慢地將繩繃直，在此過(guò)程中，繩索AB的重心位置（ ）A逐漸升高 B逐漸降低C先降低后升高 D始終不變第45頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一例5. 在水平面上，質(zhì)量m的物體運(yùn)動(dòng)到距傾角30o的斜面底端 6m時(shí)，速度大小10m/s,如圖2所示。它沿斜面向上4m遠(yuǎn)時(shí)速度變?yōu)榱悖匀ス战翘幍呐鲎?，然后反向下滑。已知各處摩擦系?shù)相同，問(wèn)物體從斜面上滑下后，靜止的位置距斜面底端多遠(yuǎn)？分析：可以對(duì)上

19、滑階段和下滑階段分別使用動(dòng)能定理列出方程，然后聯(lián)立進(jìn)行求解。v圖 2f1f2G解：根據(jù)受力分析可知，上滑階段，G、f均做負(fù)功，下滑階段G做正功，f仍做負(fù)功。設(shè)所求的距離為S,方程如下：0-1/2mv02=-f1s1-f2s2-Gh (1) 0-0 =Gh-f2s2-f1s (2)解方程可得：S=4m第46頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一【點(diǎn)評(píng)】從本例題可以看出，由于用動(dòng)能定理列方程時(shí)不牽扯過(guò)程中不同階段的加速度，所以比用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程解題簡(jiǎn)潔得多。在全過(guò)程的各個(gè)階段受力有變化的情況下，只要把各個(gè)力在各個(gè)階段所做的功都按照代數(shù)和加起來(lái)，就可以得到總功。 不一定要求

20、合力。第47頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一例題4、如圖3，在水平恒力F作用下，物體沿光滑曲面從高為h1的A處運(yùn)動(dòng)到高為h2的B處，若在A處的速度為vA，B處速度為vB，則AB的水平距離為多大？經(jīng)典練習(xí)強(qiáng)化分析：A到B過(guò)程中，物體受水平恒力F，支持力N和重力mg的作用。三個(gè)力做功分別為Fs，0和-mg(h2-h1) 啟示：動(dòng)能定理不計(jì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中細(xì)節(jié), 因此可用于求解不規(guī)則的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題VA第48頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一例、一列火車(chē)在機(jī)車(chē)牽引下沿水平軌道行駛,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,其速度由0增大到v.已知列車(chē)總質(zhì)量為M,機(jī)車(chē)功率P保持不變,列車(chē)所

21、受阻力f為恒力.求：這段時(shí)間內(nèi)列車(chē)通過(guò)的路程.解：根據(jù)動(dòng)能定理：Ptfs = mv2/2第49頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一 13、一物體以初速度v0沿傾角為37的斜面上滑，到達(dá)最高點(diǎn)后又下滑，回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度為v0 /2，求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。v0mg分析：物體受力如圖，NfmgNf上滑過(guò)程：- mgsin 37sf s = 0 m v02/2設(shè)上升的最大位移為s，下滑過(guò)程： mgsin 37sf s = m（v0/2 ）2/2 0全過(guò)程：2 f s = m（v0/2 ）2/2 m v02/2式中f = mgcos 37，任意兩式相除，得=0.45。第50

22、頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一 14、在光滑水平面上有一靜止的物體，現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體，作用一段時(shí)間后，換成相反方向的水平恒力乙推這一物體，當(dāng)恒力乙作用時(shí)間與恒力甲作用的時(shí)間相同時(shí)，物體恰好回到原處，此時(shí)物體的動(dòng)能為32J，則在整個(gè) 過(guò)程中，恒力甲做的功和恒力乙做的功分別是多少？tF乙 分析：物體的末動(dòng)能為32J，即兩個(gè)恒力的總功為32J，AvBv = 0CW甲 + W乙= 32W甲 / W乙= ？W甲 / W乙= F甲 s1/ F乙s2= F甲 / F乙= -s1s1 = a1t 2 /2 s2= (a1t ) t - a2t 2 /2 s1 = - s2F甲 / F乙= 1 / 3W甲 / W乙= 1 / 3W甲 = 8J W乙=24Js2s1F甲第51頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)20分，星期一 16、總質(zhì)量為M 的列車(chē)，沿水平直線軌道勻速前進(jìn)，其未節(jié)車(chē)廂質(zhì)量為m，中途脫節(jié)，司機(jī)發(fā)現(xiàn)時(shí)，機(jī)車(chē)已行駛了距離L，于是立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)阻力與重量成