4.3 动能 动能定理 课件 16张PPT

§4.3 动能 动能定理
做功与能量的关系
一个物体能够对其他物体做功，我们就说这个物体具有能量.
铁锤对铁条做功时，铁锤的机械能转化为铁条的内能
河水对水车做功时，河水的机械能转化为风车的机械能
风对帆船做功时，风的机械能转化为帆船的机械能
做功的过程就是能量转化的过程.
功是能量转化的量度.
从斜面滚下的小球可以对水平面上放置的木块做功.
说明运动的小球具有能量.
——物体由于运动而具有的能量叫做动能
动能
思考感悟:
从枪口射出的子弹杀伤力很大，如果用手直接将子弹扔向目标，则杀伤力很小，这是为什么呢？
运动物体的能量与速度和质量有关
乒乓球从对面高速飞来，我们可以轻易地接住它，如果是铅球高速飞来，你还敢去接吗？为什么？
物体动能与质量和速度大小有怎样的定量关系？
——物体由于运动而具有的能量叫做动能
动能
一个质量为m、静止的物块，在水平拉力F的作用下，在光滑水平桌面上加速运动，速度达到v。试导出物块此时动能的表达式。
拉力F对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的动能。
提示：
WF
=
Ek
物理中的过程量和状态量
过程量——用来描述一段时间或一段空间变化的物理量。
如：时间t、位移s、功 W 等
状态量——用来描述某一时刻或某一位置上的物理量。
如：时刻t、速度v、 加速度a、能量E等
1.动能的表达式：
2.动能是标量，SI制中，单位为：焦耳（J）
——物体由于运动而具有的能量叫做动能
注意；动能是状态量。
动能
讨论与交流
1.如果物体的速度发生了变化，其动能是不是一定会发生变化？反之，如果物体的动能发生了变化，其速度是不是一定会发生变化？为什么？
2.一辆匀速行驶的汽车里坐着一名乘客，他与汽车保持相对静止。那么，这么乘客的动能是否为零？
粗糙水平面上行驶的汽车，摩擦力对汽车做负功，汽车的动能越来越小
加速行驶的列车，发动机对列车做正功，列车的动能越来越大
这说明了运动的物体具有动能，而做功可以改变物体的动能。
那么，做功与物体动能的变化有什么定量的关系呢？
如图，一个质量为m的物体在恒力F的作用下，以速度v1开始沿水平面运动。经过位移s后，速度增加到v2。已知物体与水平面的摩擦力恒为f，请求出合力对物体做了多少功？与物体动能的变化有什么关系？
f
F
选取初速度方向为正方向，根据牛顿第二定律得：
根据运动学公式得：
合力对物体做的功为：
即：
合力做的功等于动能的变化
1、内容：合力对物体所做的功等于物体动能的变化量。
表达式：
（或 ）
2、物理意义：是一个物体的功能关系，即合外力对物体所做的
功是物体动能变化的量度。
3、适用范围：既适用于恒力作用过程，也适用于变力作用过程；
既适用于物体做直线运动的情况，也适用于物体
做曲线运动的情况。
动能定理
讨论与交流
动能定理为我们计算力所做的功提供了新的方法。
用 计算功和用 计算功有什么不同？
提示：
航母上的弹射器，使战斗机起飞时能获得更多的动能
游乐场的滑梯不能设计太高，这样儿童滑到底部时速度不会过大
动能定理的应用
高速公路上的车距确认标志，车辆之间保持必要的距离，以防撞车意外
例题：为了交通安全，在公路上行驶的汽车应保持必要的间距。已知某高速搞了的最高限速 ，假设前车突然停止，后车司机从发现情况到进行制动操作，汽车通过的位移 ，制动时汽车所受的阻力为汽车所受重力的0.5倍，则该高速公路上汽车间的安全距离至少应为多大？（ ）
小结：应用动能定理解题的流程
确定研究对象和研究过程
运动性质及特点
几个力，恒力还是变力
解方程，讨论结果
明确初末动能
受力分析
运动分析
动能分析
是否做功，正功还是负功
做功分析
分阶段或全过程列方程
动能定理
动力学 关系
练一练：