8.3动能和动能定理课件（21张PPT）
文档属性
| 名称 | 8.3动能和动能定理课件（21张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-28 09:45:18 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
8.3 动能和动能定理
人教版物理必修二
1、洪灾（水流的能量，质量大速度小）
2、子弹穿过物体（子弹的质量小速度大，能量大）
教学目标:
1、理解动能，动能定理的概念及动能定理的推导过程．知道动能定理的适用条件．
2、会用动能的定义式和动能定理进行计算，能用动能定理解决力学问题，知道使用动能定理解题的步骤．
3、体验功能关系．
一、引入新课
我们把这种物体由于运动而具有的能叫做动能。前面例子告诉我们，物体具有的动能跟物体的质量和速度都有关系，物体的质量越大，速度越大，它具有的动能就越大，做功的本领就越大。
奔驰中的汽车
投出的篮球
发射出的火箭
二、动能
1.定义：物体由于运动而具有的能叫做动能
2.动能的定义式：
3.单位：焦（J）
4.说明：
（1）动能是标量，只有正值，没有负值，只有大小，没有方向。
（2）动能具有瞬时性,某一时刻或某一位置的动能 (状态量)。
（3）v具有相对性，所以Ek也具有相对性。一般以地面为参考系，即v是相对地面的速度。
1kg（m/s）2 ＝1N·m＝1 J
物体的动能
物体的质量
物体的速度
例1、2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为631 kg，某时刻它的速度大小为 7.6 km/s，此时它的动能是多少？
解：v= 7.6 km/s=7.6×103m/s
答：它的动能是1.8×1010J
例2：
质量为 m的某物体在光滑水平面上运动，在与运动方向相同的恒力 F 的作用下发生一段位移 L，速度由速度由 v1 增加到 v2 ，恒力 F 做功与物体的动能有什么关系？
F
v1
F
v2
l
物体在恒力作用下运动
解：根据牛顿第二定律，有F＝ma
W＝FL
=ma×
整理后得：
三、动能定理
1、动能定理表达式：
可以写成：W ＝ Ek2 － Ek1
总功
末
动能
初
动能
2、动能定理的内容：合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
3、动能定理理解
(1)表达式W＝ΔEk中的W为外力对物体做的总功．
求总功W=Flcosα
求各力的功W1、W2、W3…
求合力F
求总功
W=W1+W2+W3+…
思路二
思路一
求总功的思路
(2)动能定理描述了做功和动能变化的两种关系．
①等值关系：物体动能的变化量等于合外力对它做的功．
②因果关系：合外力对物体做功是引起物体动能变化的原因，做功的过程是其他形式的能转化为动能的过程，大小由合外力做的功来度量。
合外力做正功，W> 0
ΔEk > 0，动能增大
合外力做负功，W< 0
ΔEk < 0，动能减小
合外力做的功等于动能的变化量W＝ΔEk
做功是能量转化的量度！
【例3】一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104 kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移 l 达到 2.5×103m 时，速度达到起飞速度 80 m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的 。g 取10 m/s2 ，求飞机平均牵引力的大小。
如图所示，在整个过程中，牵引力对飞机做正功、阻力做负功。由于飞机的位移和所受阻力已知，因而可以求得牵引力的大小。
解: 以飞机为研究对象， 设飞机滑跑的方向为x轴正方向。
飞机的初动能Ek1 ＝0，
末动能 ，
合力 F 做的功 W ＝ Fl
根据动能定理:W ＝ Ek2 － Ek1 有:
由于 F ＝ F 牵 － F 阻 ，F 阻 ＝ kmg，
把数值代入后得到:F 牵 ＝ 1.04×10 5 N
飞机平均牵引力的大小是 1.04×10 5 N。
则
②分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况，然后求各个力做功的代数和:W总
明确始末状态初动能Ek1 ，末动能Ek2
根据动能定理列出方程:
W总＝Ek2—Ek1
⑤根据动能定理列方程求解并检验。
4、应用动能定理解题的一般步骤
① 明确研究对象，明确运动过程。
【例4】人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320 N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg，g取10 m/s2 ， cos 37°＝0.8。
求：
（1）重物刚落地时的速度是多大？
（2）重物对地面的平均冲击力是多大？
分析 如图所示，甲表示重物在地面上受到人的作用力，乙表示上升30 cm后人停止施力，丙表示刚落地，丁表示砸深地面2 cm后静止。
甲 乙 丙 丁
F合
F
F
l
，
重物落地时的速度，即丙中重物的速度，可以对从甲至丙这一过程应用动能定理来求解。重物对地面冲击力的大小与从丙至丁这一过程中重物所受阻力的大小相等，可以对这一过程应用动能定理来求解。
解： （1）两根绳子对重物的合力
F合 ＝ 2 F cos 37°＝2×320×0.8 N＝512 N
由甲至丙只有绳子的拉力做功，应用动能定理可得
（2）由丙到丁的过程中，应用动能定理可得：
mgL′－ F阻 L′＝ 0 －
F阻 ＝mg ＋ ＝ (50×10 ＋ ）N= 8.3×10 3 N
重物落地时的速度大小为2.5 ｍ/s，对地面的平均冲击力的大小为
8.3 × 103 Ｎ。
1、动能的表达式
动能只有正值只与速度的大小有关，而与速度的方向无关。
2、动能定理：
W ＝ Ek2 － Ek1
Ek2 ：末动能， Ek1 ：初动能。
3、动能定理理解
（1）动能定理的的研究对象既可以是单一物体。
（2）动能定理主要用于解决:变力做功、曲线运动和多过程的动力学问题.
（3）等值关系：物体动能的变化量等于合力对它做的功．
（4）因果关系：合力对物体做功是引起物体动能变化的原因
课堂小结
科学方法之一
演绎推理
演绎推理是从一般性结论推出个别性结论的方法，即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推出新结论的一种思维活动。比如，在“动能定理”的推导过程中，其出发点是将牛顿第二定律作为已知的知识来考虑，然后经历一系列数学推导，从而得到新的结论—动能定理。
8.3 动能和动能定理
人教版物理必修二
1、洪灾（水流的能量，质量大速度小）
2、子弹穿过物体（子弹的质量小速度大，能量大）
教学目标:
1、理解动能，动能定理的概念及动能定理的推导过程．知道动能定理的适用条件．
2、会用动能的定义式和动能定理进行计算，能用动能定理解决力学问题，知道使用动能定理解题的步骤．
3、体验功能关系．
一、引入新课
我们把这种物体由于运动而具有的能叫做动能。前面例子告诉我们，物体具有的动能跟物体的质量和速度都有关系，物体的质量越大，速度越大，它具有的动能就越大，做功的本领就越大。
奔驰中的汽车
投出的篮球
发射出的火箭
二、动能
1.定义：物体由于运动而具有的能叫做动能
2.动能的定义式：
3.单位：焦（J）
4.说明：
（1）动能是标量，只有正值，没有负值，只有大小，没有方向。
（2）动能具有瞬时性,某一时刻或某一位置的动能 (状态量)。
（3）v具有相对性，所以Ek也具有相对性。一般以地面为参考系，即v是相对地面的速度。
1kg（m/s）2 ＝1N·m＝1 J
物体的动能
物体的质量
物体的速度
例1、2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为631 kg，某时刻它的速度大小为 7.6 km/s，此时它的动能是多少？
解：v= 7.6 km/s=7.6×103m/s
答：它的动能是1.8×1010J
例2：
质量为 m的某物体在光滑水平面上运动，在与运动方向相同的恒力 F 的作用下发生一段位移 L，速度由速度由 v1 增加到 v2 ，恒力 F 做功与物体的动能有什么关系？
F
v1
F
v2
l
物体在恒力作用下运动
解：根据牛顿第二定律，有F＝ma
W＝FL
=ma×
整理后得：
三、动能定理
1、动能定理表达式：
可以写成：W ＝ Ek2 － Ek1
总功
末
动能
初
动能
2、动能定理的内容：合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
3、动能定理理解
(1)表达式W＝ΔEk中的W为外力对物体做的总功．
求总功W=Flcosα
求各力的功W1、W2、W3…
求合力F
求总功
W=W1+W2+W3+…
思路二
思路一
求总功的思路
(2)动能定理描述了做功和动能变化的两种关系．
①等值关系：物体动能的变化量等于合外力对它做的功．
②因果关系：合外力对物体做功是引起物体动能变化的原因，做功的过程是其他形式的能转化为动能的过程，大小由合外力做的功来度量。
合外力做正功，W> 0
ΔEk > 0，动能增大
合外力做负功，W< 0
ΔEk < 0，动能减小
合外力做的功等于动能的变化量W＝ΔEk
做功是能量转化的量度！
【例3】一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104 kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移 l 达到 2.5×103m 时，速度达到起飞速度 80 m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的 。g 取10 m/s2 ，求飞机平均牵引力的大小。
如图所示，在整个过程中，牵引力对飞机做正功、阻力做负功。由于飞机的位移和所受阻力已知，因而可以求得牵引力的大小。
解: 以飞机为研究对象， 设飞机滑跑的方向为x轴正方向。
飞机的初动能Ek1 ＝0，
末动能 ，
合力 F 做的功 W ＝ Fl
根据动能定理:W ＝ Ek2 － Ek1 有:
由于 F ＝ F 牵 － F 阻 ，F 阻 ＝ kmg，
把数值代入后得到:F 牵 ＝ 1.04×10 5 N
飞机平均牵引力的大小是 1.04×10 5 N。
则
②分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况，然后求各个力做功的代数和:W总
明确始末状态初动能Ek1 ，末动能Ek2
根据动能定理列出方程:
W总＝Ek2—Ek1
⑤根据动能定理列方程求解并检验。
4、应用动能定理解题的一般步骤
① 明确研究对象，明确运动过程。
【例4】人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320 N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg，g取10 m/s2 ， cos 37°＝0.8。
求：
（1）重物刚落地时的速度是多大？
（2）重物对地面的平均冲击力是多大？
分析 如图所示，甲表示重物在地面上受到人的作用力，乙表示上升30 cm后人停止施力，丙表示刚落地，丁表示砸深地面2 cm后静止。
甲 乙 丙 丁
F合
F
F
l
，
重物落地时的速度，即丙中重物的速度，可以对从甲至丙这一过程应用动能定理来求解。重物对地面冲击力的大小与从丙至丁这一过程中重物所受阻力的大小相等，可以对这一过程应用动能定理来求解。
解： （1）两根绳子对重物的合力
F合 ＝ 2 F cos 37°＝2×320×0.8 N＝512 N
由甲至丙只有绳子的拉力做功，应用动能定理可得
（2）由丙到丁的过程中，应用动能定理可得：
mgL′－ F阻 L′＝ 0 －
F阻 ＝mg ＋ ＝ (50×10 ＋ ）N= 8.3×10 3 N
重物落地时的速度大小为2.5 ｍ/s，对地面的平均冲击力的大小为
8.3 × 103 Ｎ。
1、动能的表达式
动能只有正值只与速度的大小有关，而与速度的方向无关。
2、动能定理：
W ＝ Ek2 － Ek1
Ek2 ：末动能， Ek1 ：初动能。
3、动能定理理解
（1）动能定理的的研究对象既可以是单一物体。
（2）动能定理主要用于解决:变力做功、曲线运动和多过程的动力学问题.
（3）等值关系：物体动能的变化量等于合力对它做的功．
（4）因果关系：合力对物体做功是引起物体动能变化的原因
课堂小结
科学方法之一
演绎推理
演绎推理是从一般性结论推出个别性结论的方法，即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推出新结论的一种思维活动。比如，在“动能定理”的推导过程中，其出发点是将牛顿第二定律作为已知的知识来考虑，然后经历一系列数学推导，从而得到新的结论—动能定理。