物理人教版（2019）必修第二册8.3动能和动能定理（共21张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册8.3动能和动能定理（共21张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 22.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-19 19:25:29 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
第八章第3节：
动能和动能定理
新课导入
龙卷风 海啸
你能用物理知识来解释龙卷风和海啸的危害为什么如此之大吗？龙卷风和海啸具有的能量是什么形式的能量呢？
思考讨论
请同学们观看视频后思考与讨论以下问题：
(1)物体由于运动而具有能量，物体高空坠落后具有什么能量？这个能量和什么因素有关？
(2)坠落过程中外力是否做功？
(3)物体高空坠落后具有动能，动能与质量、速度有关；坠落过程中外力做功，速度变化。那么外力做功多少与物体的速度变化具有怎么样的关系呢？
动能的表达式
一个质量m的鸡蛋，从某高度处以速度v1竖直向下抛出，不计空气阻力，经过一段时间速度变为v2 ，试寻求这个过程中合外力做的功与v1、v2的关系？
问题1？
动能的表达式
【解析】
根据牛顿第二定律有:
速度与位移的关系式：
WF＝Fl
整理得：
F＝ma
把F、l的表达式代入：
动能的表达式
一个质量m的鸡蛋，从某高度处以速度v1竖直向下抛出，空气阻力恒为 f , 经过一段时间速度变为v2，试寻求这个过程中合外力做的功与v1、v2的关系？
问题2？
动能的表达式
【解析】
根据牛顿第二定律有:
速度与位移的关系式：
整理得：
F-f＝ma
把F、l的表达式代入：
W合＝( F-f )l
动能的表达式
一个质量m的鸡蛋，从某高度处A点以速度v1竖直向下抛出，空气阻力变化, 经过一段时间到B点速度变为v2 ，试寻求这个过程中合外力做的功与v1、v2的关系？
问题3？
动能的表达式
分析：可以通过无限分割的思想，将从A到B的位移分成很多段，每一小段位移都非常小。在每一小段中，物体受到的外力F可以看作在恒力作用下的直线运动。对每一段有：
…………
则此过程中合外力所做的功为：W=W1+W2+……+Wn
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：遵从算数运算法则，且只有正值。
5.状态量:对应某一时刻或某一位置，且动能具有相对性。
动能的表达式
做匀速圆周运动的物体动能是否变化？
巩固提升
2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为631 kg，某时刻它的速度大小为 7.6 km/s，此时它的动能是多少？
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
动能定理
3.物理意义：动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系
(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.适用范围：既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于直线运动，也适用于曲线运动。
【例题】一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104 kg，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
F阻
l
x
o
v
例题分析
方法一：以飞机为研究对象， 设飞机滑跑的方向为x轴正方向。
根据运动学公式：
得：= 1.28 m/s2
受力分析，由牛顿第二定律得：F牵F阻=m
得：F牵= 1.04×105N
即飞机平均牵引力的大小是 1.04×105N。
例题分析
巩固提升
方法二：以飞机为研究对象， 设飞机滑跑的方向为x轴正方向。
可得：飞机的初动能：Ek1=；
飞机的末动能：Ek2=
合力做功为：W=F合l
其中 F合，由受力分析可得：F合=F牵F阻
由动能定理W=Ek2 Ek1
得： Fl= 0
带入数值解得：F牵= 1.04×105N
即飞机平均牵引力的大小是 1.04×105N。
例题分析
1. 认真审题，确定研究对象。
2.通过受力分析和运动分析对物理情景进行分析，画出物体运动的示意图。
3.确定研究过程及始末状态，分析该过程中各力做的功及始末状态动能的变化量。
4.根据动能定理列方程，然后求解。并对结果进行必要的讨论。
解题步骤
巩固提升
人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320 N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg， g取10 m/s2， cos 37°＝0.8。求：
（1）重物刚落地时的速度是多大？
（2）重物对地面的平均冲击力是多大？
甲 乙 丙 丁
解：（1）两根绳子对重物的合力
F合＝ 2 F cos 37°＝2×320×0.8 N＝512 N
由甲至丙的过程中只有绳子的拉力做功，应用动能定理可得：
（2）由丙到丁的过程中，应用动能定理可得：
重物落地时的速度大小为2.5 ｍ/s，对地面的平均冲击力的大小为8.3×103Ｎ
THANKS
第八章第3节：
动能和动能定理
新课导入
龙卷风 海啸
你能用物理知识来解释龙卷风和海啸的危害为什么如此之大吗？龙卷风和海啸具有的能量是什么形式的能量呢？
思考讨论
请同学们观看视频后思考与讨论以下问题：
(1)物体由于运动而具有能量，物体高空坠落后具有什么能量？这个能量和什么因素有关？
(2)坠落过程中外力是否做功？
(3)物体高空坠落后具有动能，动能与质量、速度有关；坠落过程中外力做功，速度变化。那么外力做功多少与物体的速度变化具有怎么样的关系呢？
动能的表达式
一个质量m的鸡蛋，从某高度处以速度v1竖直向下抛出，不计空气阻力，经过一段时间速度变为v2 ，试寻求这个过程中合外力做的功与v1、v2的关系？
问题1？
动能的表达式
【解析】
根据牛顿第二定律有:
速度与位移的关系式：
WF＝Fl
整理得：
F＝ma
把F、l的表达式代入：
动能的表达式
一个质量m的鸡蛋，从某高度处以速度v1竖直向下抛出，空气阻力恒为 f , 经过一段时间速度变为v2，试寻求这个过程中合外力做的功与v1、v2的关系？
问题2？
动能的表达式
【解析】
根据牛顿第二定律有:
速度与位移的关系式：
整理得：
F-f＝ma
把F、l的表达式代入：
W合＝( F-f )l
动能的表达式
一个质量m的鸡蛋，从某高度处A点以速度v1竖直向下抛出，空气阻力变化, 经过一段时间到B点速度变为v2 ，试寻求这个过程中合外力做的功与v1、v2的关系？
问题3？
动能的表达式
分析：可以通过无限分割的思想，将从A到B的位移分成很多段，每一小段位移都非常小。在每一小段中，物体受到的外力F可以看作在恒力作用下的直线运动。对每一段有：
…………
则此过程中合外力所做的功为：W=W1+W2+……+Wn
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：遵从算数运算法则，且只有正值。
5.状态量:对应某一时刻或某一位置，且动能具有相对性。
动能的表达式
做匀速圆周运动的物体动能是否变化？
巩固提升
2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为631 kg，某时刻它的速度大小为 7.6 km/s，此时它的动能是多少？
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
动能定理
3.物理意义：动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系
(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.适用范围：既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于直线运动，也适用于曲线运动。
【例题】一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104 kg，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
F阻
l
x
o
v
例题分析
方法一：以飞机为研究对象， 设飞机滑跑的方向为x轴正方向。
根据运动学公式：
得：= 1.28 m/s2
受力分析，由牛顿第二定律得：F牵F阻=m
得：F牵= 1.04×105N
即飞机平均牵引力的大小是 1.04×105N。
例题分析
巩固提升
方法二：以飞机为研究对象， 设飞机滑跑的方向为x轴正方向。
可得：飞机的初动能：Ek1=；
飞机的末动能：Ek2=
合力做功为：W=F合l
其中 F合，由受力分析可得：F合=F牵F阻
由动能定理W=Ek2 Ek1
得： Fl= 0
带入数值解得：F牵= 1.04×105N
即飞机平均牵引力的大小是 1.04×105N。
例题分析
1. 认真审题，确定研究对象。
2.通过受力分析和运动分析对物理情景进行分析，画出物体运动的示意图。
3.确定研究过程及始末状态，分析该过程中各力做的功及始末状态动能的变化量。
4.根据动能定理列方程，然后求解。并对结果进行必要的讨论。
解题步骤
巩固提升
人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320 N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg， g取10 m/s2， cos 37°＝0.8。求：
（1）重物刚落地时的速度是多大？
（2）重物对地面的平均冲击力是多大？
甲 乙 丙 丁
解：（1）两根绳子对重物的合力
F合＝ 2 F cos 37°＝2×320×0.8 N＝512 N
由甲至丙的过程中只有绳子的拉力做功，应用动能定理可得：
（2）由丙到丁的过程中，应用动能定理可得：
重物落地时的速度大小为2.5 ｍ/s，对地面的平均冲击力的大小为8.3×103Ｎ
THANKS