8.3動能和動能定理高一物理高效互動課件（人教2019）

8.3動能和動能定理

高中物理必修二

第八章

機械能守恒定律

一、動能1、動能的概念：

物體由于運動而具有的能叫做動能。2、物體的動能的影響因素：質(zhì)量相同時，速度越大，物體的動能越大。速度相同時，質(zhì)量越大，物體的動能越大。

一、動能思考：列車的動能如何變化？變化的原因是什么？磁懸浮列車在牽引力的作用下（不計阻力），速度逐漸增大一、動能3、外力做功：質(zhì)量為m的物體在與運動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移l，速度從v1增加到v2(阻力不計），嘗試用m、v表示力F的功。Fv1Fv2lGFN一、動能WG=mgh1-mgh2

對照可知必然是一種能量，而且是與物體的質(zhì)量和速度相關(guān)的能量。就是我們探究的動能的表達式。W=-EK對照一、動能4、動能的表達式Ek＝

。其單位與功的單位相同，在國際單位制中為焦耳，符號為J。5、動能是標量，沒有負值。6、動能是狀態(tài)量，與物體的運動狀態(tài)相對應。7、動能具有相對性，選取不同的參考系，物體的速度大小不同，動能也不同，一般以地面為參考系。二、動能定理W合＝Ek2－Ek1合力做的功末態(tài)的動能初態(tài)的動能W合=

-mv1212mv22121、動能定理：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。合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1，動能增大合力做負功，即W合＜０，Ek2＜Ek1，動能減小位移與速度相對同一參考系---通常選地面二、動能定理W合＝Ek2－Ek1過程量狀態(tài)量狀態(tài)量既適用于直線運動，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，也適用于多個物體；既適用于一個過程，也適用于整個過程。（2）動能定理的適用范圍：（1）做功的過程伴隨著能量的變化。2、動能定理的理解：二、動能定理（3）如果合外力對物體做功，物體動能發(fā)生變化，速度一定發(fā)生變化；而速度變化動能不一定變化，比如做勻速圓周運動的物體速度方向時刻變化，但所受合外力對物體不做功。（4）物體受變力作用且做曲線運動時，可將運動過程分解成許多小段，認為物體在每小段運動中受到的都是恒力，運動的軌跡為直線，同樣可推導出動能定理的表達式。三、動能定理的簡單應用例1、一架噴氣式飛機，質(zhì)量m為7.0×104kg，起飛過程中從靜止開始滑跑。當位移l達到2.5×103m時，速度達到起飛速度80m/s。在此過程中，飛機受到的平均阻力是飛機所受重力的1/50。g取10m/s2，求飛機平均牽引力的大小。分析

本題已知飛機滑跑過程的始、末速度，因而能夠知道它在滑跑過程中增加的動能。根據(jù)動能定理，動能的增加等于牽引力做功和阻力做功的代數(shù)和。如圖，在整個過程中，牽引力對飛機做正功、阻力做負功。由于飛機的位移和所受阻力已知，因而可以求得牽引力的大小。三、動能定理的簡單應用解以飛機為研究對象，設飛機滑跑的方向為x軸正方向。飛機的初動能Ek1＝0，末動能，合力F做的功根據(jù)動能定理

,有由于把數(shù)值代入后得到飛機平均牽引力的大小是1.04×105N。三、動能定理的簡單應用3、應用動能定理解題的一般步驟：4、動能定理不涉及物體運動過程中的加速度和時間，只關(guān)注某過程的初、末狀態(tài)，不需考慮過程細節(jié)，尤其是求多過程、瞬間過程更有優(yōu)勢！例2、如圖，質(zhì)量為m=2kg的環(huán)套在光滑豎直的桿AB上，能無摩擦的上下滑動，現(xiàn)通過定滑輪用細繩以F=60N的恒力拉環(huán)，不計細繩與滑輪間的摩擦，若環(huán)在A點時速度為vA=3m/s，則環(huán)到達B點時的速度vB多大？三、動能定理的簡單應用三、動能定理的簡單應用W合=EkB–EkA解：以環(huán)為研究對象，環(huán)受重力、支持力、繩的拉力作用，其中桿的支持力對環(huán)不做功.由動能定理得：即：WF+WG=EkB–EkA滑輪右側(cè)繩頭位移s=2m，∴F對繩做的功W=Fs=120J由于繩的能量傳輸作用，∴繩對環(huán)做功WF=120JWF+（–mgh）=

mvB2–

mvA2代入數(shù)據(jù)得VB=7m/s5、動能定理的優(yōu)越性

牛頓運動定律動能定理適用條件只能研究物體在恒力作用下做直線運動的情況對于物體在恒力或變力作用下做直線運動或曲線運動的情況均適用應用方法要考慮運動過程的每一個細節(jié)只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動能三、動能定理的簡單應用三、動能定理的簡單應用運算方法矢量運算代數(shù)運算相同點確定研究對象，對物體進行受力分析和運動過程分析結(jié)論應用動能定理解題不涉及加速度、時間，不涉及矢量運算，運算簡單，不易出錯課堂練習1、下列關(guān)于動能定理的說法正確的是（

）A.合外力對物體做多少正功，動能就增加多少B.合外力對物體做多少負功，動能就增加多少C.合外力對物體做正功，動能也可能保持不變D.不管合外力對物體做多少正功，動能均保持不變A課堂練習2、一個人站在陽臺上，從陽臺邊緣以相同的速率v0分別把三個質(zhì)量相同的球豎直上拋、豎直下拋、水平拋出，不計空氣阻力，則三個球落地時的動能（

）A.上拋球最大

B.下拋球最大C.平拋球最大

D.一樣大D課堂練習3、如圖所示，軌道由水平軌道AB和足夠長斜面軌道BC平滑連接而成，斜面軌道BC與水平面間的夾角為θ＝37°。質(zhì)量為m＝1kg的物塊靜止在距離B點x0＝8m的水平軌道上，物塊與水平面和斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.50。現(xiàn)在物塊上作用一個大小F＝6N、方向水平向右的拉力，物塊到達B點時撤去該拉力。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。求：(1)物塊到達B點時的速度大小vB；(2)物塊沿斜面上滑的最大距離xm。課堂練習解析：課堂練習4、2022年2月，北京冬奧會冰壺比賽在“冰立方”拉開帷幕，比賽場地如圖所示。比賽時運動員在P點將靜止的冰壺用力推出(作用時間極短，可忽略不計)，冰壺運動至營壘中的Q點剛好停下，P、Q兩點之間的距離L＝40m。假設冰壺與冰面之間的動摩擦因數(shù)為0.02，冰壺的質(zhì)量為20kg，g取10m/s2，則下列說法正確的是（

）A.運動員給冰壺的初速度為5m/sB.摩擦力的平均功率為6WC.整個過程中摩擦力對冰壺所做的