物理人教版（2019）必修第二册8.3动能和动能定理（共16张ppt）

(共16张PPT)
8.3
动能和动能定理
定义：物体因为运动而具有的能量称为动能。
奔驰中的汽车
投出的篮球
发射出的火箭
动能的大小与什么因素有关？
类型一：质量为m 的物体在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l ，速度从v1 增加到v2
类型二：质量为m 的物体在与运动方向相同的恒力F 的作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移l ，受到的摩擦力为Ff ，速度从v1 变为v2
思考：
l
F
v2
Ff
F
v1
Ff
W合=Fl-Ff l = -
mv12
1
2
mv22
1
2
F
v1
F
v2
l
WF = Fl = -
mv12
1
2
mv22
1
2
1.定义：物体由于物体运动而具有的能量。
3.单位：焦耳（J） 1J=1kg·m2/s2
2.表达式：
4.标量：遵从代数运算法则，且只有正值。
5.状态量:对应某一时刻或某一位置，动能具有相对性。
动能的表达式
问题：对于质量一定的物体
（1）动能变化，速度是否一定变化？
（2）速度变化，动能是否一定变化？
6. 动能的变化：
v
v
v
否
是
ΔEk = Ek末Ek初
= Ek末Ek初
动能定理
1. 内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
W合＝Ek2－Ek1
合力的功
末动能
初动能
2. 表达式：
W合＝ΔEk
动能定理
(1)合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1 ，动能增大；
(2)合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1 ，动能减小。
4.动能定理的适用范围：
(1)恒力做功或变力做功；
(2)直线运动或曲线运动；
(3)单个物体或多个物体；
(4)一个过程或全过程。
3.对动能定理表达式 的说明：
W合＝Ek2－Ek1
例1.一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104kg，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 1/50 。g取 10 m/s2，求飞机平均牵引力的大小。
F牵
x
v
F阻
l
O
分析 本题已知飞机滑跑过程的始、末速度，因而能够知道它在滑跑过程中增加的动能。根据动能定理，动能的增加等于牵引力做功和阻力做功的代数和。如图 ，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
根据动能定理 ,有
由于
把数值代入后得到
飞机平均牵引力的大小是 1.04×105N。
例2.物体沿高H的光滑斜面从顶端由静止下滑，求它滑到底端时的速度大小.
H
解：由动能定理得 mgH= mv2
∴v=
若物体沿高H的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？
仍由动能定理得 mgH= mv2
v=
若由H高处自由下落，结果如何呢？
仍为
v=
例3. 物体在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由静止开始运动，发生位移s1后即撤去力F ，物体由运动一段距离后停止运动. 整个过程的V–t图线如图所示.求推力F与阻力f的比值.
F
s1
s
0 1 2 3 4
v
t
解法1.
由动能定理得 WF + Wf =0
即：Fs1 +（ –fs）=0
由V–t图线知 s ：s1 = 4 ：1
所以 F ：f = s ：s1
结果：F ：f = 4 ：1
解法2. 分段用动能定理
F
s1
s
0 1 2 3 4
v
t
撤去F前，由动能定理得 （F – f）s1 =
mV2
V
mV2
撤去F后，由动能定理得 – f(s –s1) = 0 –
两式相加得 Fs1 +（ –fs）= 0
由解法1 知 F ：f = 4 ：1
解法3. 牛顿定律结合匀变速直线运动规律
课堂小结
【典例1】（2021·江苏淮安市·高一月考）关于物体的动能，下列说法正确的是（　　）
A．物体的质量、速度不变，其动能一定不变
B．物体的动能不变，其速度一定不变
C．两个物体中，速度大的动能也大
D．某一过程中物体的速度变化，其动能一定变化
典例分析
【正确答案】A
【典例2】（2021·浙江高一月考）若物体在运动过程中受到的合外力不为零，经过一段时间，则（　　）
A．物体的动能可能不变
B．物体的动能一定变化
C．物体的加速度一定变化
D．物体速度方向一定变化
典例分析
【正确答案】A
【典例3】（2021·福建省福州格致中学高一月考）三个相同的小球a、b、c从相同高度开始运动，c水平抛出，b自由下落，a沿光滑斜面静止开始滚动。则（　　）
A．三个球落地的时间相同
B．三个球落地时的速度大小相同
C．落地时的重力的瞬时功率b球大于c球
D．c球落地时动能最大
典例分析
【正确答案】D