8.3 动能和动能定理（教学课件）-高中物理人教版（2019）必修第二册(共18张PPT)
文档属性
| 名称 | 8.3 动能和动能定理（教学课件）-高中物理人教版（2019）必修第二册(共18张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 742.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-30 17:43:15 | ||
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文档简介
(共18张PPT)
第八章 机械能守恒定律
第3节 动能和动能定理
问题与目标
1.使学生进一步理解动能的概念，掌握动能的计算式。
2.结合教学，对学生进行探索研究和科学思维能力的训练。
3.理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题。
A
B
A
B
A
B
A
B
第一次释放：
第二次释放：
让滑块A从光滑的倾斜导轨上滑下，与静止在水平面上木块B相碰，推动木块做功。
1.让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到什么现象 说明了什么问题
观察现象：高度大时滑块把木块推得远。
说明：高度大时，滑块滑到底端时的速度越大，滑块的动能越大，对外做功的本领就越强。
A
B
A
B
A
B
第一次释放：
第二次释放：
B
A
2.让质量不同的滑块从同一高度滑下，可以看到什么现象 说明什么问题
观察现象：让质量不同的滑块从同一高度滑下，质量大的滑块把木块推得远。
说明：滑块从相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，质量越大，动能越大，物体对外做功的能力就越强。
概括总结：物体的动能既跟质量有关，也跟速度有关。这一节课就来定量研究动能的大小以及动能的改变。
（一）动能的表达式
设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式。
从 这个式子可以看出，“ ”很可能是一个具有特定意义的物理量，因为这个物理量在过程终了与过程开始时的差，正好等于力对物体做的功，所以“ ”就应该是我们寻找的动能的表达式。
在物理学中就用“ ”这个量表示物体的动能，用符号Ek表示， 。
思考：动能是矢量还是标量
动能和所有的能量一样，是标量。
思考：国际单位制中，动能的单位是什么
动能的单位和所有能量的单位一样，是焦耳，符号J。
思考：我们知道，重力势能和弹簧的弹性势能都与相对位置有关，那么动能有没有相对性呢？
动能也应该有相对性，它与参考系的选取有关。
总结：以后在研究有关动能的问题时，如果不加特别的说明，都是以地面为参考系来研究问题的。
（二）动能定理
有了动能的表达式后，我们推出的 ，就可以写成 ，其中Ek2表示一个过程的末动能 ， Ek1表示一个过程的初动能 。
上式表明：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。这个结论叫作动能定理。
思考问题：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义
如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示合力做的功。
列举实例：一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速运动。速度越来越大，动能越来越大。这个过程中是牵引力和阻力都做功，牵引力做正功，阻力做负功，牵引力和阻力的合力做了多少功，飞机的动能就改变了多少。
思考问题：合力做的功应该怎样求解呢
合力做功有两种求解方法，一种是先求出物体受到的合力，再求合力做的功，一种方法是先求各个力做的功，然后求出各个力做功的代数和。
思考问题：我们推导出来的动能定理，是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解
当物体受到的力是变力，或者物体的运动轨迹是曲线时，我们仍然采用过去的方法，把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也能得到动能定理。
例题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80m/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10m/s2，求飞机的平均牵引力的大小。
尝试运用运动学公式和牛顿第二定律解题，然后加以比较，总结运用动能定理的优点。
1.动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便。
2.动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而用牛顿运动定律解决这样一类问题非常困难。
下面总结一下用动能定理解决问题的一般步骤。
1.明确研究对象、研究过程，找出初末状态的速度情况。
2.要对物体进行正确的受力分析，明确各个力的做功大小及正负情况。
3.明确初末状态的动能。
4.由动能定理列方程求解，并对结果进行讨论。
课堂小练
1.关于物体的动能，下列说法正确的是( )
A.质量大的物体，动能一定大
B.速度大的物体，动能一定大
C.速度方向变化，动能一定变化
D.物体的质量不变，速度变为原来的两倍，动能将变为原来的四倍
D
2.2020年10月12日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将高分十三号卫星发射升空。卫星在发射阶段竖直向上匀加速通过两段相同高度的过程中，下列物理量相同的是( )
A.运动时间 B.平均速度
C.速度的变化量 D.动能的变化量
D
3.下列说法中正确的是( )
A.一定质量的物体，动能不变，则其速度一定也不变
B.一定质量的物体，速度不变，则其动能也不变
C.一定质量的物体，动能不变，说明物体运动状态没有改变
D.一定质量的物体，动能不变，说明物体所受的合外力一定为零
B
4.甲、乙两物体质量之比1:2,速度大小之比是2:1,则甲与乙的动能之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:1
B
第八章 机械能守恒定律
第3节 动能和动能定理
问题与目标
1.使学生进一步理解动能的概念，掌握动能的计算式。
2.结合教学，对学生进行探索研究和科学思维能力的训练。
3.理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题。
A
B
A
B
A
B
A
B
第一次释放：
第二次释放：
让滑块A从光滑的倾斜导轨上滑下，与静止在水平面上木块B相碰，推动木块做功。
1.让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到什么现象 说明了什么问题
观察现象：高度大时滑块把木块推得远。
说明：高度大时，滑块滑到底端时的速度越大，滑块的动能越大，对外做功的本领就越强。
A
B
A
B
A
B
第一次释放：
第二次释放：
B
A
2.让质量不同的滑块从同一高度滑下，可以看到什么现象 说明什么问题
观察现象：让质量不同的滑块从同一高度滑下，质量大的滑块把木块推得远。
说明：滑块从相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，质量越大，动能越大，物体对外做功的能力就越强。
概括总结：物体的动能既跟质量有关，也跟速度有关。这一节课就来定量研究动能的大小以及动能的改变。
（一）动能的表达式
设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式。
从 这个式子可以看出，“ ”很可能是一个具有特定意义的物理量，因为这个物理量在过程终了与过程开始时的差，正好等于力对物体做的功，所以“ ”就应该是我们寻找的动能的表达式。
在物理学中就用“ ”这个量表示物体的动能，用符号Ek表示， 。
思考：动能是矢量还是标量
动能和所有的能量一样，是标量。
思考：国际单位制中，动能的单位是什么
动能的单位和所有能量的单位一样，是焦耳，符号J。
思考：我们知道，重力势能和弹簧的弹性势能都与相对位置有关，那么动能有没有相对性呢？
动能也应该有相对性，它与参考系的选取有关。
总结：以后在研究有关动能的问题时，如果不加特别的说明，都是以地面为参考系来研究问题的。
（二）动能定理
有了动能的表达式后，我们推出的 ，就可以写成 ，其中Ek2表示一个过程的末动能 ， Ek1表示一个过程的初动能 。
上式表明：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。这个结论叫作动能定理。
思考问题：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义
如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示合力做的功。
列举实例：一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速运动。速度越来越大，动能越来越大。这个过程中是牵引力和阻力都做功，牵引力做正功，阻力做负功，牵引力和阻力的合力做了多少功，飞机的动能就改变了多少。
思考问题：合力做的功应该怎样求解呢
合力做功有两种求解方法，一种是先求出物体受到的合力，再求合力做的功，一种方法是先求各个力做的功，然后求出各个力做功的代数和。
思考问题：我们推导出来的动能定理，是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解
当物体受到的力是变力，或者物体的运动轨迹是曲线时，我们仍然采用过去的方法，把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也能得到动能定理。
例题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80m/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10m/s2，求飞机的平均牵引力的大小。
尝试运用运动学公式和牛顿第二定律解题，然后加以比较，总结运用动能定理的优点。
1.动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便。
2.动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而用牛顿运动定律解决这样一类问题非常困难。
下面总结一下用动能定理解决问题的一般步骤。
1.明确研究对象、研究过程，找出初末状态的速度情况。
2.要对物体进行正确的受力分析，明确各个力的做功大小及正负情况。
3.明确初末状态的动能。
4.由动能定理列方程求解，并对结果进行讨论。
课堂小练
1.关于物体的动能，下列说法正确的是( )
A.质量大的物体，动能一定大
B.速度大的物体，动能一定大
C.速度方向变化，动能一定变化
D.物体的质量不变，速度变为原来的两倍，动能将变为原来的四倍
D
2.2020年10月12日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将高分十三号卫星发射升空。卫星在发射阶段竖直向上匀加速通过两段相同高度的过程中，下列物理量相同的是( )
A.运动时间 B.平均速度
C.速度的变化量 D.动能的变化量
D
3.下列说法中正确的是( )
A.一定质量的物体，动能不变，则其速度一定也不变
B.一定质量的物体，速度不变，则其动能也不变
C.一定质量的物体，动能不变，说明物体运动状态没有改变
D.一定质量的物体，动能不变，说明物体所受的合外力一定为零
B
4.甲、乙两物体质量之比1:2,速度大小之比是2:1,则甲与乙的动能之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:1
B