物理人教版（2019）必修第二册8.3动能和动能定理（共17张ppt）

(共17张PPT)
大江东去浪淘尽，千古风流人物。
……
乱石穿空，惊涛拍岸，卷起千堆雪。
……
大风起兮云飞扬……
第3节 动能 动能定理
一、动能
1.定义 物体由于运动而具有的能量叫动能.
质量为10g，以300m/s的速度飞行的子弹.
质量为4kg、以10m/s的速度抛出的铅球.
【问题】如图所示，在光滑的水平面上，一个质量为m的物体在恒定拉力F的作用下发生一段位移x，速度由v1增大到 v2。在此过程中，物体运动的速度v1、 v2跟拉力F、位移 x 之间有什么关系呢？
F
x
F
v1
v2
质量是10g，以300m/s的速度飞行的子弹.
质量是4kg、以10m/s的速度抛出的铅球.
【例1】如图所示，C919客机是我国首款按照最新国际适 航标准研制的干线民用飞机。某型号的C919客机最大起飞质量为7.25×104 kg，起飞时先从静止开始滑行，当滑行1200 m时，达到起飞速度288 km/h。在此过程中如果飞机受到的阻力是飞机重量的0.02倍。求此过程中飞机发动机的牵引力所做的功W。（g =10 m/s2 ）
三、动能定理的应用
与牛顿运动定律一样，动能定理也是解决力与运动变化关系的重要规律。但由于动能定理不涉及加速度、时间等物理量，所以在处理过程较为复杂的运动问题时有明显的优越性。此外，动能定理也被广泛用来处理变力、冲击力等作用过程更为复杂的运动问题。
在航空母舰上，飞机的起飞跑道只有80-90m，仅靠飞机自身的动力无法获得足够的速度实现起飞，航空母舰利用弹射器对飞机做功，可以使飞机更快的加速，从而使飞机在短距离内获得起飞所需的速度飞向天空。
赛车需要在短时间内起动，并且要达到300km/h以上的速度，发动机要在短时间内对车做很多功。
在繁忙的高速公路上，为防止意外，就要求那些开的较快的车辆前方应当留下更长的制动距离，以防止与前面的车辆相撞。
人们很早就利用空气的动能通过风车来抽水、磨面…… 现在，人们感兴趣的是如何利用风发电。风力发电就是利用空气流动的动能带动风力发电机的叶片旋转，再通过齿轮增速箱提升旋转的速度来驱动发电机发电。根据目 前的技术，风速约 3m/s 时风力发电机便可以开始发电。风力发电具有成本低、清洁、可再生等优点。
风力发电机示意图
【例2】假设某地强风的风速为 v， 空气均匀且密度为 ρ，风力发电机叶片长度为 r、风的动能转化为电能的转化效率为 η，请写出电功率的表达式。
时间 t 内流经叶片的空气都在图中长为 d 的圆柱体内，该柱体的底面积为S= πr2 。设圆柱体中的空气质量为 m，这些空气的动能为
流过风力发电机叶片的动能转换为电能为
风力发电机的发电功率为
2.如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则(　　)
A．Ek1>Ek2　W1Ek2　W1＝W2
C．Ek1＝Ek2　W1>W2 D．Ek1W2
用动能定理解决问题的一般步骤为：
（1）确定研究对象和研究过程；
（2）根据运动过程确定各力做功的情况；
（3）确定物体初状态和末状态的动能；
（4）根据动能定理列出方程求得结果。
*如图所示的装置中，轻绳将A、B相连，B置于光滑水平面上，水平拉力F使B匀加速的由P运动到Q ，B在P点的速度v0=3m/s， 加速度a=， P、Q处绳与竖直方向的夹角分别为α1=37°，α2=53°.滑轮离光滑水平面高度h=12m，已知mA=10kg，mB=20kg，不计滑轮的大小质量和摩擦，求在此过程中拉力F做的功(取sin37°=0.6，g取10m/s2)
实验与探究 恒力做功与动能变化的关系
要研究恒力做功与动能改变的关系，需要测出作用于物体的力、物体的位移， 以及物体的质量和速度，求出恒力所做的功和物体的动能的变化，然后进行比较。
用打点计时器测小车的位移和速度，用天平测小车的质量，用钩码给小车提供作用力。此实验的装置与“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置基本相同。
实验装置示意图
O──B O──C O──D O──E O──F
x/cm
W/J
ΔEk/J
O
F
A
E
B
C
D
G
活动