动能和动能定理
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(共36张PPT)
1962年11月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行，突然一声巨响，飞机从高空栽了下来。事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鹅。
在我国也发生过类似的事情。1991年10月6日，海南海口市乐东机场，海军航空兵的一架“014号 ”飞机刚腾空而起，突然，“砰”的一声巨响，机体猛然一颤，飞行员发现左前三角挡风玻璃完全破碎，令人庆幸的是，飞行员凭着顽强的意志和娴熟的技术终于使飞机降落在跑道上，追究原因还是一只迎面飞来的小鸟。
瞬间的碰撞会产生巨大冲击力的事例，不只发生在鸟与飞机之间，也可以发生在鸡与汽车之间。一次，一位汽车司机开车行使在乡间公路上，突然，一只母鸡受惊，猛然在车前跳起，结果冲破汽车前窗，一头撞进驾驶室，并使司机受了伤，可以说，汽车司机没被母鸡撞死真算幸运。
我们知道，运动是相对的。当鸟儿与飞机相对而行时，虽然鸟儿的速度不是很大，但是飞机的飞行速度很大，这样对于飞机来说，鸟儿的速度就很大。速度越大，撞击的力量就越大。
比如一只0.45千克的鸟，撞在速度为每小时80千米的飞机上时，就会产生1500牛顿的力，要是撞在速度为每小时960千米的飞机上，那就要产生21.6万牛顿的力。如果是一只1.8千克的鸟撞在速度为每小时 700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大。所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机的“炮弹”。
1962年11月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行，突然一声巨响，飞机从高空栽了下来。事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鹅。
鸟击落飞机
鸟本身速度不快，质量也不大，但相对于飞机来说，由于飞机速度很快，所以它们相互靠近的速度很快，因此，鸟相对飞机的速度很快，具有很大的相对动能，当两者相撞时，会造成严重的空难事故。
结论：运动物体可对外做功，质量和速度越大，物体对外做功的能力也越强，动能越大。
一、动能
1、物体由于运动而具有的能叫动能
2、公式
动能是标量
国际单位是焦耳 (J)
(Ek)
▲质量越大、 速度越大，物体的动能就越大
例题：质量10g、以0.8km/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，那一个的动能大？
子弹：
运动员：
友情提示
1、求解题目时不能凭感觉，应带入相应的物理公式——有凭有据
2、求解动能时，各物理量必须用国际单位，即质量用kg、速度用m/s
F
S
V2
V1
f
外力F做功：
摩擦力f做功：
合力所做的功等于物体动能的变化
外力做的总功：
G
FN
2
ma
a
-
=
v22
v12
二、动能定理
内容：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
外力的总功
末状态动能
初状态动能
1、合外力做功。
2、外力做功之和。
动能变化
和某一过程（始末状态）相对应。
三、对动能定理的理解：
a．合力对物体做的功的理解
式子左边的功与右边的动能都是标量
b.标量性
c．对定理中“变化”一词的理解
①W合＞0， Ek2__ Ek1 ， △ Ek—— 0
②W合＜0， Ek2__ Ek1 ， △ Ek—— 0
＞
＞
＜
＜
①.
W合＝ F合·S
cos
q
②.
W合＝W1+W2 +…＝F1·s1 +F2·s2 +…
cos
q
cos
q
d. 状态与过程的理解
既适用于恒力做功，也适合于变力做功。
既适合于直线运动，也适合于曲线运动。
e．适用范围
f. 是一种求功的方法.
功是过程量
动能是状态量
动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系
s
F
f
例1、 一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞速度 。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机
重量的0.02倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力F。
应用1：恒力+直线运动
G
FN
1找对象（常是单个物体）
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
s
F1
F2
3确定各力做功
2运动情况分析
4建方程
2受力分析
应用2：计算变力做功
例2、一质量为 m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则拉力F所做的功为（ ）
A. mgLcosθ
B. mgL(1－cosθ)
C. FLcosθ
D. FL
θ
F
O
P
Q
l
B
例3、1998年世界杯上，英阿大战中，希勒和巴蒂各踢了一个点球，当时统计巴蒂的那脚点球速度达到了216Km/h。查阅资料可知足球的质量为410克。求:巴蒂罚点球时，对足球做了多少功？
自主活动
答案：738J
例4、在h高处，以初速度v0向水平方向抛出一小球，不计空气阻力，小球着地时速度大小为（ ）
C
应用3：曲线运动
不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关，在涉及有关的力学问题，优先应用动能定理。
例5、如图，在水平恒力F作用下，物体沿光滑曲面从高为h1的A处运动到高为h2的B处，若在A处的速度为vA，B处速度为vB，则AB的水平距离为多大？
分析：A到B过程中，物体受水平恒力F，支持力N和重力mg的作用。三个力做功分别为Fs，0和-mg(h2-h1)
启示：动能定理不计运动
过程中瞬时细节,
可用于求解
不规则的曲线运动问题
（4）动能定理的应用步骤：
（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。（未知量用符号表示），根据动能定理列出方程
W总＝Ek2—Ek1
（4）求解方程、分析结果
“三 同”：
a 、力对“物体”做功与“物体”动能变化中”物体”要相同，即
同一物体
b、由于 和 中的s与v跟参考系的选取有关，应取
同一参考系
c、物体做功的“过程”应与物体动能变化的“过程”一样，即
同一过程
1. 动能：
2. 动能定理：
3. 动能定理的适用范围
小结：
外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
4.动能定理的解题步骤
1962年11月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行，突然一声巨响，飞机从高空栽了下来。事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鹅。
在我国也发生过类似的事情。1991年10月6日，海南海口市乐东机场，海军航空兵的一架“014号 ”飞机刚腾空而起，突然，“砰”的一声巨响，机体猛然一颤，飞行员发现左前三角挡风玻璃完全破碎，令人庆幸的是，飞行员凭着顽强的意志和娴熟的技术终于使飞机降落在跑道上，追究原因还是一只迎面飞来的小鸟。
瞬间的碰撞会产生巨大冲击力的事例，不只发生在鸟与飞机之间，也可以发生在鸡与汽车之间。一次，一位汽车司机开车行使在乡间公路上，突然，一只母鸡受惊，猛然在车前跳起，结果冲破汽车前窗，一头撞进驾驶室，并使司机受了伤，可以说，汽车司机没被母鸡撞死真算幸运。
我们知道，运动是相对的。当鸟儿与飞机相对而行时，虽然鸟儿的速度不是很大，但是飞机的飞行速度很大，这样对于飞机来说，鸟儿的速度就很大。速度越大，撞击的力量就越大。
比如一只0.45千克的鸟，撞在速度为每小时80千米的飞机上时，就会产生1500牛顿的力，要是撞在速度为每小时960千米的飞机上，那就要产生21.6万牛顿的力。如果是一只1.8千克的鸟撞在速度为每小时 700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大。所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机的“炮弹”。
1962年11月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行，突然一声巨响，飞机从高空栽了下来。事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鹅。
鸟击落飞机
鸟本身速度不快，质量也不大，但相对于飞机来说，由于飞机速度很快，所以它们相互靠近的速度很快，因此，鸟相对飞机的速度很快，具有很大的相对动能，当两者相撞时，会造成严重的空难事故。
结论：运动物体可对外做功，质量和速度越大，物体对外做功的能力也越强，动能越大。
一、动能
1、物体由于运动而具有的能叫动能
2、公式
动能是标量
国际单位是焦耳 (J)
(Ek)
▲质量越大、 速度越大，物体的动能就越大
例题：质量10g、以0.8km/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，那一个的动能大？
子弹：
运动员：
友情提示
1、求解题目时不能凭感觉，应带入相应的物理公式——有凭有据
2、求解动能时，各物理量必须用国际单位，即质量用kg、速度用m/s
F
S
V2
V1
f
外力F做功：
摩擦力f做功：
合力所做的功等于物体动能的变化
外力做的总功：
G
FN
2
ma
a
-
=
v22
v12
二、动能定理
内容：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
外力的总功
末状态动能
初状态动能
1、合外力做功。
2、外力做功之和。
动能变化
和某一过程（始末状态）相对应。
三、对动能定理的理解：
a．合力对物体做的功的理解
式子左边的功与右边的动能都是标量
b.标量性
c．对定理中“变化”一词的理解
①W合＞0， Ek2__ Ek1 ， △ Ek—— 0
②W合＜0， Ek2__ Ek1 ， △ Ek—— 0
＞
＞
＜
＜
①.
W合＝ F合·S
cos
q
②.
W合＝W1+W2 +…＝F1·s1 +F2·s2 +…
cos
q
cos
q
d. 状态与过程的理解
既适用于恒力做功，也适合于变力做功。
既适合于直线运动，也适合于曲线运动。
e．适用范围
f. 是一种求功的方法.
功是过程量
动能是状态量
动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系
s
F
f
例1、 一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞速度 。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机
重量的0.02倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力F。
应用1：恒力+直线运动
G
FN
1找对象（常是单个物体）
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
s
F1
F2
3确定各力做功
2运动情况分析
4建方程
2受力分析
应用2：计算变力做功
例2、一质量为 m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则拉力F所做的功为（ ）
A. mgLcosθ
B. mgL(1－cosθ)
C. FLcosθ
D. FL
θ
F
O
P
Q
l
B
例3、1998年世界杯上，英阿大战中，希勒和巴蒂各踢了一个点球，当时统计巴蒂的那脚点球速度达到了216Km/h。查阅资料可知足球的质量为410克。求:巴蒂罚点球时，对足球做了多少功？
自主活动
答案：738J
例4、在h高处，以初速度v0向水平方向抛出一小球，不计空气阻力，小球着地时速度大小为（ ）
C
应用3：曲线运动
不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关，在涉及有关的力学问题，优先应用动能定理。
例5、如图，在水平恒力F作用下，物体沿光滑曲面从高为h1的A处运动到高为h2的B处，若在A处的速度为vA，B处速度为vB，则AB的水平距离为多大？
分析：A到B过程中，物体受水平恒力F，支持力N和重力mg的作用。三个力做功分别为Fs，0和-mg(h2-h1)
启示：动能定理不计运动
过程中瞬时细节,
可用于求解
不规则的曲线运动问题
（4）动能定理的应用步骤：
（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。（未知量用符号表示），根据动能定理列出方程
W总＝Ek2—Ek1
（4）求解方程、分析结果
“三 同”：
a 、力对“物体”做功与“物体”动能变化中”物体”要相同，即
同一物体
b、由于 和 中的s与v跟参考系的选取有关，应取
同一参考系
c、物体做功的“过程”应与物体动能变化的“过程”一样，即
同一过程
1. 动能：
2. 动能定理：
3. 动能定理的适用范围
小结：
外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
4.动能定理的解题步骤