8.3动能和动能定理 课件（14张PPT）

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学习目标
1、知道动能的表达式和单位，会根据动能的表达式计算物体的动能。
2 、能用牛顿第二定律、运动学公式、做功公式推导出动能的表达式及动能定理公式。
3、理解动能定理的含义、并能应用动能定理解决相关问题
8.3 动能和动能定理
第八章 机械能守恒定律
1、物体由于运动而具有的能量叫做动能。物体的动能跟物体的质量和速度有关。
2、运动物体的质量越大、速度越大，它们的动能 就越大
动能与速度、质量有何定量关系？如何计算物体具有的动能大小？
初中学过：
物体的质量为 m，在恒定外力 F 的作用下发生一段位移 l，速度由 v1 增加到 v2，如图所示，水平面光滑.推导出力 F 对物体做功的表达式。已知量：v1、v2 和 m.
F
F
L
v1
v2
根据牛顿第二定律 F=ma
如何定量地表示动能？
重力势能的变化
重力做功
合外力对物体做功
动能的变化
1、定义：物体由于运动而具有的能量叫动能
2、表达式：
v是对地瞬时速度
3、单位：国际单位为焦耳（J）；
一、动能
4、动能是标量，只有正值。动能只与物体的速度大小有关，与速度方向无关。
5、说明：
（1）动能具有瞬时性,某一时刻或某一位置的动能 (状态量)。
（2）速度具有相对性，所以Ek也具有相对性。一般以地面为参考系
物体动能变化，速度一定变化（大小变化）
物体速度变化，动能不一定变化（速度方向变化）
特殊实例
匀速圆周运动
练习、（多选）关于动能的理解,下列说法正确的是(　　)
A.凡是运动的物体都具有动能
B.重力势能可以为负值,动能也可以为负值
C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
AC
练习、关于物体的动能,下列说法正确的是(　　)
A.物体速度变化,其动能一定变化
B.物体所受的合外力不为零,其动能一定变化
C.物体的动能变化,其运动状态一定发生改变
D.物体的速度变化越大,其动能变化一定也越大
C
合外力做功与动能变化的关系
末动能
初动能
合外力做的功（外力做功的代数和）
动能的变化
1、内容：力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。
2、表达式：
二、动能定理
合力对物体做功是引起物体动能变化的原因。合外力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合外力做了多少功来度量。
3、动能定理的理解
（1）合力对物体做的功
②W合＝ F合Lcosθ
①W合＝W1+W2 +W3+…
（2）合外力做功与动能变化的关系
①合外力做正功，物体的动能增加
②合外力做负功，物体的动能减少
（3）适用范围
（4）动能定理是一种求功的方法（特别是变力做功）
既适合于直线运动，也适合于曲线运动。
既适用于恒力做功，也适合于变力做功。
练习、一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4 m/s，在这段时间里水平力做的功为( )
A.0 B.8 J C.16 J D.32 J
A
练习、一架喷气式飞机，质量m=7.0×104kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到s=2.5×103m时，速度达到起飞速度v=80m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k=0.02倍.求飞机受到的牵引力.
请注意：物体做匀变速直线运动时，可选择应用牛顿第二定律和运动学方程；也可以应用动能定理。动能定理较简洁
三、动能定理与牛顿定律解题的比较
牛顿定律 动能定理
相同点 确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析 适用条件 只能研究恒力作用下物体做直线运动的情况 物体在恒力或变力作用下，物体做直线运动或曲线运动均适用
应用方法 要考虑运动过程的每一个细节，结合运动学公式解题 只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能
运算方法 矢量运算 代数运算
两种思路对比可看出应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错。
总结：动能定理解题步骤
(1)恰当选取研究对象和运动过程，确定确定初、末状态。 (2)对研究对象进行受力分析，画出受力图。(3)表达出运动过程中各力对研究列象所做的合功。 (4)表达出研究对象从初状态到末状态的动能增量。
(5)列出动能定理表达式，求解方程。
动能和动能
定理
1.表达式：
动能
动能
定理
3.标量：（非负值）
2.表达式：
2.单位：焦耳（J）
3.解题步骤：
1.内容：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
课堂小结
(1)恰当选取研究对象和运动过程，确定确定初、末状态。 (2)对研究对象进行受力分析，画出受力图。(3)表达（求出）运动过程中各力对研究列象所做的合功。 (4)表达研究对象从初状态到末状态的动能增量。
(5)建立动能定理方程、解方程。