動能和動能定理課件人教版（2019）必修第二冊第八章 機械能守恒定律

第八章

機械能守恒定律第三節(jié)

動

能

和

動

能

定

理情景思考思考：為什么禁止高空拋物？情景思考一個過程中如果存在做功的現(xiàn)象，就必然存在能量變化的現(xiàn)象章節(jié)引言：如果一個過程中有能量發(fā)生了變化，能否說明有力做了功？思考：情景：在光滑水平面上，物體的質(zhì)量為m，在與運動方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移l，速度由v1增加到v2。lABFv1v2新知探索知識點一

動能的表達(dá)式問題1：試用牛頓運動定律和運動學(xué)公式，推導(dǎo)力F對物體做功的表達(dá)式。由功的定義根據(jù)牛頓第二定律由運動學(xué)公式即聯(lián)立可得新知探索問題2：“

”很可能是一個具有特殊意義的物理量，那到底有什么物理意義呢？“

”與合外力做功有關(guān)，又與動能的基本特征一致把物理量叫做動能。新知探索一、動能1.定義：物體由于運動而具有的能量叫做動能。2.表達(dá)式：3.單位：焦（J）4.說明：（1）動能是標(biāo)量，只有大小沒有方向。

（2）動能只有正值，沒有負(fù)值。

（3）動能是狀態(tài)量，具有瞬時性。

（4）動能具有相對性。一、動能【例1】（多選）下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動能相等的是(

)A．甲的速度是乙的2倍，乙的質(zhì)量是甲的2倍B．甲的質(zhì)量是乙的2倍，乙的速度是甲的2倍C．甲的質(zhì)量是乙的4倍，乙的速度是甲的2倍D．質(zhì)量相同，速度大小也相同，但甲向東運動，乙向西運動CD一、動能1，力（合外力）在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化，這個結(jié)論叫做動能定理。動能定理【探究結(jié)論】【理論探究】二、動能定理2.表達(dá)式：合外力的總功末狀態(tài)動能初狀態(tài)動能3，對定理中“變化”一詞的理解①W合＞0，Ek2Ek1，△

Ek0②W合＜0，Ek2Ek1，△

Ek0＜＜＞＞二、動能定理sFf【例2】一架噴氣式飛機，質(zhì)量，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s＝5.3×102ｍ時，達(dá)到起飛速度

。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍（k=0.02）。求飛機受到的牽引力F。GFN二、動能定理1找對象（常是單個物體）解：對飛機由動能定理有啟發(fā)：此類問題，牛頓定律和動能定理都適用，但動能定理更簡潔明了。解題步驟:1、2、3、4sFf3確定各力做功2運動情況分析4建方程3受力分析二、動能定理【方法總結(jié)】應(yīng)用動能定理解決問題的一般步驟（1）明確研究對象。（2）選取運動過程，表述初、末動能。（3）受力分析。（4）求解總功：求解合外力做的功或各個力做功代數(shù)和。（5）列動能定理方程。（6）求解計算，檢驗結(jié)果。二、動能定理

【例3】人們有時用“打夯”的方式把松散的地面夯實。設(shè)某次打夯符合以下模型：兩人同時通過繩子對重物各施加一個力，力的大小均為320N，方向都與豎直方向成37°，重物離開地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的質(zhì)量為50kg，g取10m/s2，cos37°＝0.8。求：（1）重物剛落地時的速度是多大？（2）重物對地面的平均沖擊力是多大？二、動能定理【解題指南】如圖所示，甲表示重物在地面上受到人的作用力，乙表示上升30cm后人停止施力，丙表示剛落地，丁表示砸深地面2cm后靜止。甲乙丙丁二、動能定理

【解析】（1）兩根繩子對重物的合力F合＝2Fcos37°＝2×320×0.8N＝512N由甲至丙只有繩子的拉力做功，應(yīng)用動能定理可得【規(guī)律總結(jié)】動能定理不涉及物體運動過程中的加速度和時間，而只與物體的初末狀態(tài)有關(guān),因此用它處理問題有時比較方便。二、動能定理（2）由丙到丁的過程中，應(yīng)用動能定理可得：mgL′－F阻

L′＝0－F阻＝mg＋＝(50×10＋）N=

8.3×103N重物落地時的速度大小為2.5ｍ/s，對地面的平均沖擊力的大小為8.3×103

Ｎ。二、動能定理對動能定理的理解1.動能定理中的功是合外力做的總功總功的求法：（1）W合=F合lcos（為合外力與運動方向的夾角）（2）W合=W１＋W2＋…＋

Wn2.合外力做正功，動能增加；合外力做負(fù)功，動能減少。3.適用范圍：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；既適用于單個物體，也適用于一個系統(tǒng)?！咎骄繗w納】二、動能定理

演繹推理是從一般性結(jié)論推出個別性結(jié)論的方法，即從已知的某些一般原理、定理、法則、公理或科學(xué)概念出發(fā)，推出新結(jié)論的一種思維活動。

比如，在“動能定理”的推導(dǎo)過程中，其出發(fā)點是將牛頓第二定律作為已知的知識來考慮，然后經(jīng)歷一系列數(shù)學(xué)推導(dǎo)，從而得到新的結(jié)論—動能定理?？茖W(xué)方法——演繹推理二、動能定理動能動能定理定義：由于運動所具有的能量公式：特點：相對性，標(biāo)量性，狀態(tài)量定義：合外力做功等于動能變化量W與△Ek的關(guān)系：W>0,△Ek>0;W<0,△Ek<01.(2018·全國卷II)如圖,某同學(xué)用繩子拉動木箱,使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度。木箱獲得的動能一定(

)A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩擦力所做的功A課后練2.(2018·江蘇高考)從地面豎直向上拋出一只小球,小球運動一段時間后落回地面。忽略空氣阻力,該過程中小球的動能Ek與時間t的關(guān)系圖象是 (

)A課后練3.韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員。他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離,重力對他做功1900J,他克服阻力做功100J。韓曉鵬在此過程中()A.動能增加了1900JB.動能增加了2000JC.重力勢能減小了1900JD.重力勢能減小了2000JC

課后練4.(2022·全國甲卷)北京2022年冬奧會首鋼滑雪大跳臺局部示意圖如圖所示。運動員從a處由靜止自由滑下，到b處起跳，c點為a、b之間的最低點，a、c兩處的高度差為h。要求運動員經(jīng)過c點時對滑雪板的壓力不大于自身所受重力的k倍，運動過程中將運動員視為質(zhì)點并忽略所有阻力，則c點處這一段圓弧雪道的半徑不應(yīng)小于（）A