(共22张PPT)
动能 动能定理
龙卷风
海啸
【例1】 风力发电是一种环保的电能获取方式。图为某风力发电站外观图。设计每台风力发电机的功率为40kW。实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1.29Kg/m3 ，当地水平风速约为 10m/s ，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？
风力发电：
利用水的动能
水力发电
动能定理的应用—— 求多过程问题（全程）
【例2】如图所示， m=50kg滑雪运动员在离斜坡底端AB=5m处由A点静止开始下滑，然后滑到由小圆弧与斜坡连接的水平面上，若运动员与斜坡及水平面的动摩擦因数均为0.4，斜面倾角为37°，求：
（1）物体能在水平面上滑行多远？
（2）最后静止的C点离O点距离
（sin 37°=0.6， cos37°=0.8， g=10m /s2）
A
B
C
O
若沿AB’滑下来，最终运动员在水平面上静止的位置在哪？
运动员速度为v由C开始沿CB刚好滑回到A速度为0，求：v的大小？
由C开始沿CB ’刚好滑回到A速度为0，求： v的大小？
【例2】 变式1
【例2】 变式2
A
B
C
O
B’
37 °
动能定理的应用——曲线（变力）多过程问题（全程）
例2拓展：如图所示， m=50kg运动员在距离水平面A0=3m高处由A点静止沿AB曲面开始下滑，然后滑到与曲面连接的水平面上，最后静止在C点，BC=3.5m，若运动员与水平面的动摩擦因数为0.4，求：
（1）运动员在滑下曲面过程中摩擦力所做功？
O
A
B
C
动能定理的应用 ——求变力功
【例3】如图所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置。用水平拉力F缓慢地拉将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。在此过程中，
（1）重力做的功是多少？
（2）拉力F 做的功是多少？
变力做功不能应用公式W=FScosθ 直接运算,但可通过动能定理等方法求解.
θ
L
m
F
动能定理和牛顿运动定律（匀变速直线运动规律）比较：
牛顿运动定律不仅重视物体运动的初、末位置时状态，而且还重视中间过程的运动状态；
动能定理只重视力做功时物体运动的初、末位置时状态，不涉及中间过程的运动状态。
应用动能定理全程处理。曲线运动过程涉及功和能（变力较多）用动能定理
【例4】 一个质量为m、带有电荷－q的小物体，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙．轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正方向，如图所示，小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用；且f＜qE。设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程S？
动能定理——全程法求往复运动路程
注意电场力做功与摩擦力做功的特点
o
x
x0
E
v0
o
x
x0
E
v0
θ
L
m
F
动能定理应用：变力做功
多过程（全程）、曲线
动能定理处理功、能问题，复杂过程，曲线（变力）
o
x
x0
E
v0
A
B
C
O
B’
37 °
全程法求往复运动路程
飞针穿玻璃
扑克穿木板
大口径穿甲弹
【例5】总质量为M的列车沿水平直线轨道匀速前进,其末节车厢质量为m,中途脱节,司机发觉时,机车已行驶了L的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力.设阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的,当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少
动能定理运用——多个物体多过程问题
首先画图示意.
脱
节
发
现
停
止
L
关闭油门
S2
S1
解:对机车应用动能定理便可解得:
FL- (M-m)g·s1=-1/2(M-m)v02
对末节车厢，根据动能定理有 - mg·s2 =-1/2mv02
而△s=s1-s2.
由于原来列车匀速运动，所以F= Mg.
以上方程联立解得△s=ML/(M-m)
【例5】总质量为M的列车沿水平直线轨道匀速前进,其末节车厢质量为m,中途脱节,司机发觉时,机车已行驶了L的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力.设阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的,当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少
谢谢各位！(共29张PPT)
劳厄
费 恩 曼
创
设
情
境
1 伽利略的理想实验说明什么？
2 什么是势能和动能？
3 你能举出生活中的守恒事例吗？
自
主
学
习
科
学
探
索
伽利略的理想实验：
伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）
A
B
h
h
科
学
探
索
下滚过程 上滚过程
高 度
速 度
伽利略斜面实验表明，小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量或能。
说明：能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一的量度，不同的运动形式对应不同的能量。
问
题
归
纳
几种常见的能量形式
相互作用的物体凭借其位置而具有的能，叫做势能。势能包括重力势能和弹性势能
物体由于运动而具有的能，叫做动能。
实
例
分
析
探究1：滚摆中的能量转化
探究2：单摆中的能量转化
1．在图5-1所示的伽利略的斜面理想实验中（斜面光滑），以下说法正确的是 ( )
A．小球从A到B运动的过程动能保持不变
B．小球从A到B运动的过程势能减少
C．只有小球从B到C运动的过程中动能和势能的总和不变
D．小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB
2．下列实例中,动能转化为势能的是 ( )
A．竖直上抛的正在上升的石块.
B．上紧发条的玩具汽车正在行驶.
C．从高处下落的乒乓球
D．从斜槽上滚下的钢珠
B
A
学
生
练
习
3．关于伽利略的斜面实验,以下说法正确的是 （ ）
A．无论斜面是否光滑,小球滚上的高度一定与释放的高度相同.
B．实际上,小球滚上的高度会比释放的高度要小一些.
C．只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球滚上的高度才与释放的高度相同.
D．伽利略的斜面理想实验反映了在小球的运动过程中存在某个守恒量.
BCD
学
生
练
习
创
设
情
境
在认识能量的历史过程中，人们建
立了功的概念，因而功和能是两个密切
联系的物理量，即如果物体在力的作用
下能量发生了变化，那么这个力一定对
物体做了功。
那么，功的概念是怎么建立的，我们
又怎样计算呢？
请同学们回忆初中学过的功的知识，举例说明什么是做功过程？做功过程需要满足什么条件？
创
设
情
境
做功的两个必要因素：
公式: W= Fl
功的单位: 焦耳 符号: J
力
物体在力的方向上通过一定的距离
{
发生位移
问
题
归
纳
F
F
如图,物块在水平拉力F作用下发生位移l
拉力F 做功 W= Fl
F
l
mg
f
重力mg 不做功
支持力FN不做功
FN
问
题
归
纳
做功的两个必要因素：
力
物体在力的方向上
{
发生位移
力的方向和位移的方向相同时，
W = Fl
力的方向和位移的方向垂直时，
不做功
力的方向和位移的方向夹角 时
？
设
置
疑
问
F
结论：
l
F
F⊥
F∥
F
其中 为力的方向与位移的方向之间的夹角
方案1：分解力
合
作
探
究
结论：
F
l
l⊥
l ∥
F
其中 为力的方向与位移的方向之间的夹角
方案2：分解位移
合
作
探
究
说明:
③力和位移必须具备同时性
②只适用于求恒力做功
① F 表示力的大小，l 表示位移的大小，
表示力的方向和位移的方向之间的夹角
问
题
归
纳
如何判断力的方向与位移的方向之间
的夹角？
数学知识：
两条直线的夹角
两条有向线段的夹角
知
识
回
顾
讨论:
③当 时,
①当 时,
②当 时,
合
作
探
究
W > 0，力对物体做正功；
W = 0，力对物体不做功；
W < 0，力对物体做负功,或说成物体克服这个力做功.
丁
F
l
F
l
丙
甲
F
l
乙
F
l
小车的位移为 l ，水平向右，
求外力 F 做的功
合
作
探
究
思考：功是标量还是矢量？
如何判断一个物理量是标量还是矢量？
1、标量没有方向，矢量有方向
2、运算法则
标量代数相加减，矢量加减满足平行四边形法则
设
置
问
题
在光滑水平面上，物体受两个沿水平方向、互相垂直的大小分别为3N和4N的恒力，从静止开始运动10m，求每个力做的功和合力做的功。
4N
3N
F=5N
结论：功是标量
代数和
功的正、负号不表示方向，仅表示做功的效果不同
合
作
探
究
计算几个力所做总功的方法：
（2）先求出各个力所做的功，再求其代数和．
（1）先求出这几个力的合力 F 的大小和方向，再求合力 F 所做的功，即为总功．
分
组
探
究
例1 : 一个质量 m = 150kg 的雪橇，受到与水平方
向成 角斜向上方的拉力F =500N，在
水平地面上移动的距离l=5m。物体与地面的
滑动摩擦力 f =100N，求力对物体所做的总功。
例2 : 如图所示, 光滑斜面长为 l ,底角为 ，固
定在水平地面上，一质量为 m 的物块（不
计大小）由斜面顶端开始下滑,求物块下滑
至底端的过程中各力做的功.
mg
FN
mg
FN
l
例3: 如图所示，在倾角α = 37°的斜面上，质
量m=10 kg的物体在平行斜面向上的拉力
F = 120 N作用下，沿斜面上滑距离l = 2 m，
已知物体与斜面间动摩擦因数μ = 0.5。
（1）计算各力对物体做的功；
（2）计算物体所受各力所做的总功。
（取g = 10 m/s2）
F
例4:如图所示,物体A放置在水平桌面上，其右侧
固定着一个定滑轮O，细绳跨过定滑轮,一端P
固定在墙壁上，在另一端Q用水平力F向右，
物体A向右滑动l的过程中，力F做了多少功 （上、下两段绳均保持水平，不计滑
轮及绳的质量）
P
Q
F
A
O
正代表动力做功,使物体的能量增加，
负代表阻力做功,使物体的能量减少．
功是标量，没有方向、但是有正负.
只适用于求恒力做功
课
堂
小
结
一、伽利略斜面实验表明：
“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。
1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
2、动能：物体由于运动而具有的能量。
二 功(共16张PPT)
问题：对于一个原来静止的物体（v0 =0，m一定），
要使它获得一定的速度，你可采用哪些方法？
a、可以用较大的力作用较短的时间
b、可以用较小的力作用较长的时间
分析:V=at=F/m.t 整理得 Ｆt=mv
Ｃ．Ｆt决定了物体的运动效果．
一、冲量：
1、冲量的定义：
力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量，
通常用符号I表示冲量。
2、冲量的定义式：
I = F t
3、冲量的单位：
冲量的国际单位是牛·秒（N·s）
4、冲量是矢量：
它的方向是由力的方向决定的，如
果力的方向在作用时间内不变，冲
量的方向就跟力的方向相同。
5、冲量的计算：
Ａ．恒力的冲量
Ｂ．变力的冲量
巩固训练1：
以初速度竖直向上抛出一物体，空气阻力不可忽略。
关于物体受到的冲量，以下说法正确的是：（ ）
A、物体上升阶段和下落阶段受到的重力的冲量方向
相反；
B、物体上升阶段和下落阶段受到空气阻力冲量的方向
相反；
C、物体在下落阶段受到重力的冲量大于上升阶段受到
重力的冲量；
小结：冲量和力的作用过程有关，冲量是由力的作用
过程确定的过程量。
BC
二、动量：
1、定义：
质量m和速度v的乘积mv．动量通常用字母
P表示。
2、公式：
P = m v
3、单位：
千克 米/秒（kg m/s)
（注：1N m=1kg m/s2 m=1kg m/s）
4、动量也是矢量：
动量的方向与速度方向相同。
５．相对性 取地球为参照系
三、动量的变化：
所谓动量变化就是在某过程中的末动量与初动量
的矢量差。即△P=P’- P。
例1（书p3）：一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速
度水平向右运动，碰到一块竖硬的大理石后被弹回，
沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后
钢球的动量有没有变化？变化了多少？
v
v′
解：取水平向右的方向为正方向，碰撞 前钢球的速度v＝6m/s，碰撞前的动量为：
p＝mv＝0.1×6kg·m/s＝0.6kg·m/s
碰撞后钢球的速度v‘＝－6m/s，碰撞后钢球的动量为：
p’=mv’=－0.1×6kg·m/s＝－0.6kg·m/s
碰撞前后钢球动量的变化为：
P’－P＝－0.6kg·m/s－0.6kg·m/s
＝－1.2kg·m/s
思考题：书P4
一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度斜射到
坚硬的大理石板上，入射的角度是45 ，碰撞后被斜着
弹出，弹出的角度也是45 ，速度大小仍为2m/s，用作
图法求出钢球动量变化大小和方向？
v′
v
45
45
总结：动量的变化指的是
末动量与初动量的
矢量差。
参考答案：
45°
45°
P
P′
ΔP
P′
P
ΔP
四．动量与动能的区别联系
１. 区别；
动量是失量，动能是标量
２．联系；
Ｐ＝（２mEk)1/2
三.例题
例题1：
两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止开始下滑，在它们到达斜面低端的过程中（ ）
A.重力的冲量相同；
B.弹力的冲量相同；
C.合力的冲量相同；
D.以上说法均不对。
例题2：
将质量m=0.2kg的小球以水平速度v0=3m/s抛出，不计空气阻力，g=10/s2，求：
①抛出后0.4s内重力对小球的冲量；
②抛出后0.4s时小球的动量；
③抛出后0.4s内小球动量的变化。
小结：
一、动量：
定义：物体的质量 m和速度v的乘积mv。
公式：P＝mv
单位：kg·m/s
是一个矢量
是状态量
二、冲量：
定义：力F和力的作用时间t的乘积Ft。
公式：I＝Ft
单位：N·s
是一个矢量
是过程量
布置作业
1.课后练习P4练习一1.2两个小题做作业本上
2.预习第二节书
再见！(共31张PPT)
第2讲 动能和动能定理
基础导学
一、动能
1．定义：物体由于 而具有的能．
2．公式：Ek＝ .
3．单位： ，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2.
4．矢标性：动能是 ，只有正值．
5．动能是 ，因为v是瞬时速度．
运动
焦耳
标量
状态量
二、动能定理
动能的变化
内容 合外力对物体所做的功等于物体 .
表达式 W＝ΔEk＝ .
对定理的理解 W＞0，物体的动能 .
W＜0，物体的动能 .
W＝0，物体的动能不变
适用条件 1.动能定理既适用于直线运动，也适用于 .
2．既适用于恒力做功，也适用于 .
3．力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以
.
增加
减少
曲线运动
变力做功
不同时作用
图5－2－1
自我诊断
图5－2－2
图5－2－3
利用动能定理分析功和能量变化的问题
图5－2－4
图5－2－5
动能定理在多过程中的应用
图5－2－6
图5－2－7
利用动能定理求变力的功
图5－2－8
图5－2－9
动能定理在多过程问题中的应用
图5－2－10
未能理解机车牵引力做的功而出错
对解题过程中各项的物理意义不明确造成错解
图5－2－11
单击此处进入 限时规范训练
