4.3 动能 动能定理 课件 高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册（26张PPT）

4.3动能定理
小明将乒乓球拍打，飞向小光；开枪的瞬间，由于高爆发的子弹在瞬间产生很大能量，可以看见枪膛爆火；热气球在气压的作用下上升到空中。
乒乓球、子弹、热气球在受到力后运动,它们能量的特点是什么?和做功有什么关系?
定义：物体由于运动而具有的能量。
符号Ｅk
1、影响动能有哪些物理量？
2、质量越大，速度越大，动能越大?
【思考】
3、物体的动能与质量、速度，具有什么定量关系呢？
动能
质量为m，以速度v的小球在水平地面上运动，受到阻力的作用，运动一段位移s后静止。试导出小球此时动能的表达式。
（用m、v表示动能）
以速度v为正方向，根据牛二定律F=ma，得
f
s
v
由运动学公式推导
阻力对小球做的功
小球克服阻力做功大小
因此，功和能的关系
代入状态量
动能的表达式：
①动能是标量，没有方向，只有大小，且只能是正值。
v
o
PS：匀速圆周运动EK不变
动能的表达式：
②单位：焦耳J。
1N·m=1J
1Kg（m2/s2）
=1Kg·m/s2·m
N
③具有瞬时性
动能具有瞬时性
速度瞬时性
【知识补充】
物理中的过程量和状态量
状态量——描述某一时刻或某一位置上的物理量。
如：时刻t、速度v、加速度a、能量E等
过程量——描述一段时间或一段空间变化的物理量。
如：时间t、位移s、平均速度v平、功W等
质量m的小球，在拉力F的作用下，以速度v1沿桌面运动，经位移s后，速度增加到v2，小球与桌面之间的摩擦力为f，请推导合力做功与小球动能变化的关系表达式。
动能定理
F
F
s
f
f
v1
v2
合力对小球做的功：
由牛二定律：
由运动学公式：
联立各式得：
即：
合力对物体所做的功等于物体动能的变化。
W合=EK2－EK1=△EK
F
F
s
f
f
v1
v2
动能定理【另外一种推导过程】
由运动学公式：
等式两边×m：
根据牛顿第二定律：
即：
合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
W合建议写成：
W合 = WG + Wf + W弹 + W其他
合力的总功
末动能
初动能
1、合力做功。
2、所有力做功加和。
动能变化
上述公式表明：动能的变化量是用合力对物体所做的功来衡量。
课前回顾
质量一定的物体：
1.速度变化，动能一定变化。
2.动能变化，速度一定变化。
√
×
【高中物理：变化都是末状态-初状态】
【特别说明】
1、W为合力所做的总功；
2、动能定理适用于物体的直线或曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，不考虑全过程中的运动性质和状态变化细节；
3、△EK=EK2－EK1为末状态的动能与初状态的动能之差，而与物体运动的全过程无关。
问：怎么通过动能定理来求大小方向都变的变力做功呢？
已知物体质量m，受到一变力作用下，在光滑水平面由静止开始运动，到达n点速度为vn，如图为上帝视角图，求此过程变力做功的大小？
n
0
将曲线运动进行无限分割成很小的一段位移，每一段小位移可以近似看成直线运动，每一段位移变力所做的功，可以近似看成是恒力做功，每一小段做功，都可以用动能定理进行表示。
全程变力做功
动能定理的理解
从上述推理可以看出：力对物体所做功可以用动能的变化表示，即末动能与初动能之差，与物体运动的全过程无关。
动能定理的好处【与牛2定律的对比】：
1.牛2定律可以解的问题，动能定理也可以解；
2.牛2定理不能解的问题，动能定理还是可解；
3.动能定理不需要考虑方向！！！
（1）确定研究对象，画出过程示意图；
（2）分析物体的受力，明确各力做功的情况，并确定外力所做的总功；
（3）分析物体的运动，明确物体的初、末状态，确定初、末状态的动能及动能的变化；
（4）根据动能定理列方程求解；
动能定理解题思路：
【应用：求解某力做功的大小，某个位置的速度，某个过程的位移，某力的大小，动摩擦因数】
1.研究对象：【对A分析】
2.运动段：【从a运动到b】
3.受力分析,明确各力做功的情况：【xx力做功】
【W合 = WG + Wf + W弹 + W其他】
4.列动能定理（初末状态）：
动能定理解题步骤：
【应用：求解某力做功的大小，某个位置的速度，某个过程的位移，某力的大小，动摩擦因数】
质量为2Kg的物体从倾角为37°的光滑斜面由静止下滑，滑至最低点B，斜面高度为1.8m，求落地时的速度。
练一练
O
A
B
质量为2Kg的物体沿半径为1m的1/4圆弧从最高点A由静止滑下，滑至最低点B时速率为4m/s，求物体在滑下过程中克服阻力所做的功。
物体在滑下过程中克服阻力所做功4J
A到B由动能定理：
练一练
竖直平面内半径为R的半圆轨道，一个质量为m的球由静止开始下滑，滑到最低点时，对轨道压力为2mg，求此过程克服摩擦力做功的大小（）
A. 0.25mgR
B. 0.5mgR
C. ????4mgR
D. ????????mgR
?
B
练一练