(共32张PPT)
在本章“1.追寻守恒量”中,已经知道
一、动能
实
验
表
明
运动的物体能够
,它们具有
。
运动物体的
越大、
越大,
它们的
就越大!
做功
动能
速度
质量
动能
动能的表达式可能与那几个物理量有关?
让我们回顾一下初中做过的实验:
与物体的质量和速度有关
一、动能
1、动能表达式:
4、动能是标量:只有大小且只取正值、动能的大小与速度的方向无关
2、国际单位:J(焦耳)
3、状态量:与某一时刻或某一位
置对应
1、我国发射的第一颗人造地球卫星,质量为173
kg,轨道速度为
7.2
km/s,求它的动能是多少?
例与练
2、关于动能,下列说法正确的是(
)
A、动能不变的物体,一定处于平衡状态
B、动能不可能是负的
C、一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化;但速度变化时,动能不一定变化
D、物体做匀速圆周运动,其动能不变
E、物体的加速度为零,其动能不变
例与练
BCDE
3.改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生变化,在下面几种情况中,汽车的动能是原来2倍的是:(
)
A、质量不变,速度变为原来的2倍
B、质量和速度都变为原来的2倍
C、质量减半,速度变为原来的2倍
D、质量变为原来2倍,速度减半
C
例与练
4.下面关于一定质量的物体的动能的说法正确的是(
)
A、物体速度变化,其动能一定变化
B、物体的动能变化,其运动状态一定发生改变
C、物体的速度变化越快,其动能变化也一定越快
D、物体所受合外力不为零,其动能一定变化
B
例与练
1、定义:物体末状态动能减初状态动能称为动能的增量。
2、大小:
3、
二、动能的增量
请同学们推导出F做功的表达式
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Vl增大到V2.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.
三、动能定理
推导F做功表达式的过程
根据牛顿第二定律
F=ma
而v22
-v12
=2aL,即
L=
(v22
-v12
)/2a
把F、L的表达式代入W
=FL,可得F做的功
W
=ma
(v22
-v12
)/2a
也就是
W
=m
v22
/2
-
m
v12
/2
我们得到动能的表达式后
可以写成:
力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的增量.
动能定理:
我们对动能定理的理解
总功
末动能
初动能
(1)动能定理说明了功和能的密切关系,即做功的过程是能量转化的过程,“功是能量转化的量度”
(2)公式中“=”的意义:
a、数量关系:合外力所做的功与物体动能的增量具有等量代换关系。
b、因果关系:合外力的功是引起物体动能变化的原因。
我们对动能定理的几点说明
1、动能定理既适用于恒力做功,也适用于变力做功
2、动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动的情况
3、动能定理的研究对象一般是一个物体,也可以是几个物体组成的系统
4、动能定理的计算式是标量式,v为相对同一参考系的速度
(1)明确研究对象及所研究的物理过程。
(2)对研究对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些功的代数和。
(3)确定始、末状态的动能。(未知量用符号表示),根据动能定理列出方程
(4)求解方程、分析结果
四、应用动能定理解题的基本思路
解:对飞机
由动能定理有
启发:此类问题,牛顿定律和动能定理都适用,但动能定理更简洁明了。解题步骤:1、2、3、4
此类问题,牛顿定律和动能定理都适用,但动能定理更简洁明了。
动能定理的优点在哪里呢?
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,而牛顿运动定律解决这样一类问题非常困难。
下面我们再看一个例题:
一辆质量为m,速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l后停下来,试求汽车受到的阻力.
通过以前的学习我们知道,做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程.在上面的例题中,阻力做功,汽车的动能到哪里去了?
汽车的动能在汽车与地面的摩擦过程中转化成内能,以热的形式表现出来,使汽车与地面间的接触面温度升高.
第二课时
动能定理的应用举例
方法指导:涉及只关注某过程的初、末状态,不需考虑过程细节,尤其是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势!
例1.一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提高1m,这时物体的速度是2m/s,下列说法正确的是:
A、手对物体做功10J
B、合外力对物体做功12J
C、合外力对物体做功2J
D、物体克服重力做功2J
求合力做功
例2.如图所示,一质量为2kg的铅球从离地面2m的高处自由下落,陷入沙坑2cm深处,求沙子对铅球的平均阻力。
H
h
方法一:分阶段利用动能定理
方法二:全过程利用动能定理
求变力做功
求变力做功
求变力做功
例5.一辆汽车的质量为m,从静止开始起动,沿水平路面前进了x后,达到了最大行使速度vmax,设汽车的牵引力功率保持不变,所受阻力为车重的k倍,求:
(1)汽车的牵引力功率
(2)汽车从静止开始到匀速运动所需时间
求变力做功
曲线运动
多过程
高考是怎样考的
例9.一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点,在此过程中重力对物块做的功等于(
)
A.物块动能的增加量
B.物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和
C.物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和
D.物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和
功
W
Fs
动能
EK
合外力的
=
Δ
动能定理(标量式)
∵
∴
关系
过程量
状态量
力的空间累积效应
本课小结
因果
(环境影响)
(自身变化)