人教版必修二第七章机械能守恒定律 7.7动能和动能定理（共19张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版必修二第七章机械能守恒定律 7.7动能和动能定理（共19张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-16 09:06:57 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
7.7动能和动能定理
教学目标
1.知道动能的符号、单位和表达式，会根据动能的表达式计算运动物体的动能
教学重点
2.能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理
3.理解动能定理的物理意义，领会运用其解题的优越性，会用动能定理处理单个物体的有关问题
动能定理的理论推导过程及动能定理的意义
教学难点
分析问题解决问题的思路和方法
4.知道动能定理可用于变力做功与曲线运动的情景能用动能定理计算变力的功
一、复习回顾
物体由于运动而具有的能量叫做动能。
物体的速度越大，质量越大，动能就越大。
通过图片可以看出，交通工具在牵引力作用下发生位移速度会发生变化，子弹穿过物体后速度也会发生变化，因此动能的变化一定跟力做功有关系。
本节课我们运用牛顿第二定律和运动学公式，根据力做功来寻找动能的表达式，寻找做功和动能的变化的关系。
题设一：质量为m
的物体原来静止，在与运动方向相同的恒力F
的作用下发生一段位移l
，速度由0变为v
，这个过程中力F做多少功？
v
F
F
l
这个过程中力F做的功
W=Fl
根据牛顿第二定律
F=ma
根据运动学公式
将②、③式代入①式
①
②
可得力F做的功为：
也就是
它是不是我们寻找的动能的表达式？
二、新课教学
③
题设二：质量为m
的物体在与运动方向相同的恒力F
的作用下发生一段位移l
，速度由v1
增加到v2
，这个过程中力F做了多少功？
v1
v2
F
F
l
这个过程中力F做的功
W=Fl
根据牛顿第二定律
F=ma
根据运动学公式
将②、③式代入①式
①
②
③
可得力F做的功为：
也就是
应该是我们寻找的动能的表达式
题设三：质量为m
的物体在与运动方向相同的恒力F
的作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移l
，物体受到的摩擦力为Ff
，速度从v1
变为v2，这个过程中力合力做了多少功？
v1
v2
F
F
l
Ff
Ff
这个过程中合力做的功
W=（F-Ff
)l
根据牛顿第二定律
F-Ff
=ma
根据运动学公式
将②、③式代入①式
①
②
可得合力做的功为：
也就是
③
进一步证明这是我们寻找的动能的表达式！
一、动能的表达式
1.物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。
2.动能是标量，单位是焦耳（J）
1kg·m2/s2=1N·m=1J
1.质量0.01kg、以800m/s的速度飞行的子弹，质量60kg、以10m/s的速度奔跑的运动员，二者相比，哪一个的动能大？
2.关于动能，下列说法正确的是(
)
A、动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能
B、动能总是正值
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、动能不变的物体，一定处于平衡状态
练习：
ABC
二、动能定理
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。
1.内容：
2.数学表达式：
也可以写成：
3.注意：
合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1
，动能增大
合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1
，动能减小
4.说明：
W合＝Ek2－Ek1
过程量
状态量
状态量
既适用于直线运动，也适用于曲线运动；
既适用于恒力做功，也适用于变力做功；
既适用于单个物体，也适用于多个物体；
既适用于一个过程，也适用于整个过程。
5.动能定理的适用范围：
做功的过程伴随着能量的变化。
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，求出这些力的功的代数和。
3、确定始、末态的动能，
根据动能定理列出方程W合＝Ek2-Ek1
4、求解方程、分析结果。
动能定理不涉及运动过程的加速度和时间，用动能定理处理问题比牛顿定律方便。
6.应用动能定理解题的一般步骤：
解法二：动能定理
解法一：牛顿运动定律和运动学公式
例题1.一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到
l=5.3×102m时，速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。
F合=F-F阻=F-
kmg
=ma
②
a＝
2l
v2
由
v2－v02
=2al
得
①
由动能定理得：
由
①②得F=
+
kmg
2l
mv2
∴F=
+
kmg
2l
mv2
W合=（F-F阻）l
=（F-kmg）l
=
mv2
1
2
代入数据得：F=1.8×104N
代入数据得：F=1.8×104N
三、例题
例题2：一质量为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
后停了下来。试求汽车受到的阻力。
方法二：动能定理：
W合=
-F阻l
=
0
-
mv02
1
2
方法一：牛顿运动定律：
由
v2－v02
=2al
得
①
a＝-
2l
v02
由
①②得F阻=
2l
mv02
F合=
0
-F阻=
ma
②
由动能定理得
∴F阻=
2l
mv02
1.改变汽车的质量和速度都可能使汽车的动能发生改变，在下列几种情形中，汽车的动能各是原来的几倍？
A.质量不变速度增大到原来的两倍
B.速度不变，质量增大到原来的两倍
C.质量减半，速度增大到原来的4倍
D.速度减半，质量增大到原来的4倍
四、问题和练习
A动能是原来的4倍
B动能是原来的2倍
C动能是原来的8倍
D动能不变
解析：
2.把一辆汽车的速度从10km/h加速到20km/h，或者从50km/h加速到60km/h,哪种情况做的功比较多?通过计算说明。
①v22-v12=（202-102）km2/h2=300km2/h2
②v22-v12=（602-502）km2/h2=1100km2/h2
解析：
后一种情况中，汽车所做的功比较多。
3.质量是2g的子弹以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板，射穿后的速度是100m/s,子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大？你对题目中所说的“平均”一词有什么认识？
设子弹所受的平均阻力为Ff，
解析：
子弹在木板中运动5cm的过程中，所受木板的阻力各处不相同，题中所说的平均阻力是相对子弹运动这5cm的过程来说的。
4.我们在第4章曾用牛顿运动定律解答过一个问题：民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面，若斜面高3.2m，斜面长6.5m，质量60kg的人，沿斜面滑下时所受的阻力是240N，求人滑至底端时的速度。请用动能定理解答本题。
人沿气囊下滑过程中，重力与阻力做功。设人受到的阻力为Ff
，
解析：
5.运动员把质量是500g的足球踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是10m，在最高点的速度为20m/s，请你根据这个估计，计算运动员踢球时对足球做的功。
设人将足球踢出的过程中，人对足球做的功为W，从人踢球到球上升至最大高度的过程中，
解析：
7.7动能和动能定理
教学目标
1.知道动能的符号、单位和表达式，会根据动能的表达式计算运动物体的动能
教学重点
2.能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理
3.理解动能定理的物理意义，领会运用其解题的优越性，会用动能定理处理单个物体的有关问题
动能定理的理论推导过程及动能定理的意义
教学难点
分析问题解决问题的思路和方法
4.知道动能定理可用于变力做功与曲线运动的情景能用动能定理计算变力的功
一、复习回顾
物体由于运动而具有的能量叫做动能。
物体的速度越大，质量越大，动能就越大。
通过图片可以看出，交通工具在牵引力作用下发生位移速度会发生变化，子弹穿过物体后速度也会发生变化，因此动能的变化一定跟力做功有关系。
本节课我们运用牛顿第二定律和运动学公式，根据力做功来寻找动能的表达式，寻找做功和动能的变化的关系。
题设一：质量为m
的物体原来静止，在与运动方向相同的恒力F
的作用下发生一段位移l
，速度由0变为v
，这个过程中力F做多少功？
v
F
F
l
这个过程中力F做的功
W=Fl
根据牛顿第二定律
F=ma
根据运动学公式
将②、③式代入①式
①
②
可得力F做的功为：
也就是
它是不是我们寻找的动能的表达式？
二、新课教学
③
题设二：质量为m
的物体在与运动方向相同的恒力F
的作用下发生一段位移l
，速度由v1
增加到v2
，这个过程中力F做了多少功？
v1
v2
F
F
l
这个过程中力F做的功
W=Fl
根据牛顿第二定律
F=ma
根据运动学公式
将②、③式代入①式
①
②
③
可得力F做的功为：
也就是
应该是我们寻找的动能的表达式
题设三：质量为m
的物体在与运动方向相同的恒力F
的作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移l
，物体受到的摩擦力为Ff
，速度从v1
变为v2，这个过程中力合力做了多少功？
v1
v2
F
F
l
Ff
Ff
这个过程中合力做的功
W=（F-Ff
)l
根据牛顿第二定律
F-Ff
=ma
根据运动学公式
将②、③式代入①式
①
②
可得合力做的功为：
也就是
③
进一步证明这是我们寻找的动能的表达式！
一、动能的表达式
1.物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。
2.动能是标量，单位是焦耳（J）
1kg·m2/s2=1N·m=1J
1.质量0.01kg、以800m/s的速度飞行的子弹，质量60kg、以10m/s的速度奔跑的运动员，二者相比，哪一个的动能大？
2.关于动能，下列说法正确的是(
)
A、动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能
B、动能总是正值
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、动能不变的物体，一定处于平衡状态
练习：
ABC
二、动能定理
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。
1.内容：
2.数学表达式：
也可以写成：
3.注意：
合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1
，动能增大
合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1
，动能减小
4.说明：
W合＝Ek2－Ek1
过程量
状态量
状态量
既适用于直线运动，也适用于曲线运动；
既适用于恒力做功，也适用于变力做功；
既适用于单个物体，也适用于多个物体；
既适用于一个过程，也适用于整个过程。
5.动能定理的适用范围：
做功的过程伴随着能量的变化。
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，求出这些力的功的代数和。
3、确定始、末态的动能，
根据动能定理列出方程W合＝Ek2-Ek1
4、求解方程、分析结果。
动能定理不涉及运动过程的加速度和时间，用动能定理处理问题比牛顿定律方便。
6.应用动能定理解题的一般步骤：
解法二：动能定理
解法一：牛顿运动定律和运动学公式
例题1.一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到
l=5.3×102m时，速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。
F合=F-F阻=F-
kmg
=ma
②
a＝
2l
v2
由
v2－v02
=2al
得
①
由动能定理得：
由
①②得F=
+
kmg
2l
mv2
∴F=
+
kmg
2l
mv2
W合=（F-F阻）l
=（F-kmg）l
=
mv2
1
2
代入数据得：F=1.8×104N
代入数据得：F=1.8×104N
三、例题
例题2：一质量为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
后停了下来。试求汽车受到的阻力。
方法二：动能定理：
W合=
-F阻l
=
0
-
mv02
1
2
方法一：牛顿运动定律：
由
v2－v02
=2al
得
①
a＝-
2l
v02
由
①②得F阻=
2l
mv02
F合=
0
-F阻=
ma
②
由动能定理得
∴F阻=
2l
mv02
1.改变汽车的质量和速度都可能使汽车的动能发生改变，在下列几种情形中，汽车的动能各是原来的几倍？
A.质量不变速度增大到原来的两倍
B.速度不变，质量增大到原来的两倍
C.质量减半，速度增大到原来的4倍
D.速度减半，质量增大到原来的4倍
四、问题和练习
A动能是原来的4倍
B动能是原来的2倍
C动能是原来的8倍
D动能不变
解析：
2.把一辆汽车的速度从10km/h加速到20km/h，或者从50km/h加速到60km/h,哪种情况做的功比较多?通过计算说明。
①v22-v12=（202-102）km2/h2=300km2/h2
②v22-v12=（602-502）km2/h2=1100km2/h2
解析：
后一种情况中，汽车所做的功比较多。
3.质量是2g的子弹以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板，射穿后的速度是100m/s,子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大？你对题目中所说的“平均”一词有什么认识？
设子弹所受的平均阻力为Ff，
解析：
子弹在木板中运动5cm的过程中，所受木板的阻力各处不相同，题中所说的平均阻力是相对子弹运动这5cm的过程来说的。
4.我们在第4章曾用牛顿运动定律解答过一个问题：民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面，若斜面高3.2m，斜面长6.5m，质量60kg的人，沿斜面滑下时所受的阻力是240N，求人滑至底端时的速度。请用动能定理解答本题。
人沿气囊下滑过程中，重力与阻力做功。设人受到的阻力为Ff
，
解析：
5.运动员把质量是500g的足球踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是10m，在最高点的速度为20m/s，请你根据这个估计，计算运动员踢球时对足球做的功。
设人将足球踢出的过程中，人对足球做的功为W，从人踢球到球上升至最大高度的过程中，
解析：