高一物理課件：7《動(dòng)能和動(dòng)能定理》（人教版必修2）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 7動(dòng)能和動(dòng)能定理 1 正確理解動(dòng)能的概念 會(huì)用動(dòng)能的定義式進(jìn)行計(jì)算 2 正確理解動(dòng)能定理 知道動(dòng)能定理的適用條件 會(huì)用動(dòng)能定理進(jìn)行計(jì)算 3 會(huì)進(jìn)行動(dòng)能定理的推導(dǎo) 4 會(huì)用動(dòng)能定理解決力學(xué)問(wèn)題 知道用動(dòng)能定理解題的步驟 復(fù)習(xí)引入 物體動(dòng)能表達(dá)式中可能包含v2這個(gè)因子 動(dòng)能的決定因素 設(shè)物體的質(zhì)量為m 在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移l 速度由v1增加到v2 如何用m和v表示力F做的功 根據(jù)牛頓第二定律 從上面式子可以看出 很可能是一個(gè)具有特定意義的物理量 因?yàn)檫@個(gè)量在過(guò)程終了時(shí)和過(guò)程開(kāi)始時(shí)的差 剛好等于力對(duì)物體做的功 所以應(yīng)該是我們尋找的動(dòng)能的表達(dá)式 功的表達(dá)式為 1 定義 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能 2 動(dòng)能的大小 3 單位 焦 J 4 說(shuō)明 1 動(dòng)能是標(biāo)量 只有大小 沒(méi)有方向 2 動(dòng)能只有正值 沒(méi)有負(fù)值 一 動(dòng)能 水的動(dòng)能 動(dòng)能具有相對(duì)性 對(duì)不同的參考系 物體速度有不同的瞬時(shí)值 也就具有不同的動(dòng)能 一般都以地面為參考系研究物體的運(yùn)動(dòng) 人和豹的動(dòng)能 例1 下列幾種情況中 甲 乙兩物體的動(dòng)能相等的是 A 甲的速度是乙的2倍 乙的質(zhì)量是甲的2倍B 甲的質(zhì)量是乙的2倍 乙的速度是甲的2倍C 甲的質(zhì)量是乙的4倍 乙的速度是甲的2倍D 質(zhì)量相同 速度大小也相同 但甲向東運(yùn)動(dòng) 乙向西運(yùn)動(dòng) CD 二 動(dòng)能定理 合外力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功 等于物體在這個(gè)過(guò)程中的動(dòng)能的變化 這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)能定理 對(duì)動(dòng)能定理的理解 1 動(dòng)能定理中的功是合外力做的總功總功的求法 1 W合 F合lcos 為合外力與運(yùn)動(dòng)方向的夾角 2 W合 W W2 Wn 2 合外力做正功 動(dòng)能增加合外力做負(fù)功 動(dòng)能減少 3 適用范圍 無(wú)范圍 也無(wú)限制 應(yīng)用最廣泛 不管恒力 變力做功 直線 曲線運(yùn)動(dòng) 是否接觸 時(shí)間長(zhǎng)短 例2 一架?chē)姎馐斤w機(jī) 質(zhì)量 5 103kg 當(dāng)起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑跑的路程為l 5 3 102 時(shí) 達(dá)到起飛速度v 60 s 在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的k倍 0 02 求飛機(jī)受到的牽引力 解 常規(guī)方法 動(dòng)能定理法 1 選擇研究對(duì)象 分析研究對(duì)象的受力情況 2 計(jì)算研究對(duì)象所受各力在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)物體做功的大小和正負(fù) 3 明確物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始 末狀態(tài)動(dòng)能的值 4 根據(jù)動(dòng)能定理 列出具體方程式 5 代入數(shù)值 計(jì)算結(jié)果 關(guān)鍵 1 正確計(jì)算物體所受外力做的總功 2 明確物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中初 末狀態(tài)的動(dòng)能值 三 解題要點(diǎn) 總結(jié) 動(dòng)能定理不涉及物理運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間 而只與物體的初末狀態(tài)有關(guān) 在處理物理問(wèn)題時(shí) 應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理 BC 1 質(zhì)量一定的物體 A 速度發(fā)生變化時(shí) 動(dòng)能一定發(fā)生變化B 速度發(fā)生變化時(shí) 動(dòng)能不一定發(fā)生變化C 速度不變時(shí) 其動(dòng)能一定不變D 動(dòng)能不變時(shí) 速度一定不變 2 一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上托高1m 這時(shí)物體的速度是2m s 下列說(shuō)法正確的是 A 手對(duì)物體做功10JB 合外力對(duì)物體做功12JC 合外力對(duì)物體做功2JD 物體克服重力做功2J C 3 質(zhì)量為8g的子彈以400m s的速度水平射入厚度為5cm的鋼板 射出后的速度為100m s 求子彈克服阻力所做的功以及子彈受到的平均阻力 子彈 解 子彈射入鋼板的過(guò)程中 在豎直的方向受到的重力和支持力的作用互相抵消 在水平方向受到阻力為Ff 如圖所示 根據(jù)動(dòng)能定理得 子彈克服阻力做功為600J 解 汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中共受四個(gè)力的作用 如圖所示 重力和支持力不做功 只有牽引力和阻力做功 WF Fs Wf Ffscos180 0 02mgs 4 汽車(chē)在水平的高速公路上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 通過(guò)100m的距離后 速度由10m s增加到30m s 汽車(chē)的質(zhì)量為2 103kg 汽車(chē)前進(jìn)時(shí)所受的阻力為車(chē)重的0 02倍 求汽車(chē)牽引力所做的功以及牽引力大小 根據(jù)動(dòng)能定理得 由WF Fs得牽引力大小為 5 一鉛球從高出地面H米處由靜止自由落下 不考慮空氣阻力 落至地面后陷入地面h米深處停止 若球的質(zhì)量為m 求球在落入地面以下的過(guò)程中受到的平均阻力 解法一 分段列式 自由下落 沙坑減速 解法二 全程列式 6 某人從距地面25m高處斜上拋出一小球 小球質(zhì)量100g 出手時(shí)速度大小為10m s 落地時(shí)速度大小為16m s 取g 10m s2 試求 1 人拋球時(shí)對(duì)小球做多少功 2 小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)克服阻力做功多少 V0 H V 解 1 人拋球 2 球在空中 注意 列式時(shí)要注意W合和 Ek的正負(fù) 代入數(shù)據(jù)解得 所以克服阻力做了17 2J的功 投籃 7 質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員從高為H的跳臺(tái)上以速率v1起跳 落水時(shí)的速率為v2 運(yùn)動(dòng)中受到空氣阻力 那么運(yùn)動(dòng)員起跳后在空中運(yùn)動(dòng)克服空氣阻力所做的功是多少 解 對(duì)象 運(yùn)動(dòng)員 過(guò)程 從起跳到落水 受力分析 如圖所示 由動(dòng)能定理 所以克服阻力做功為 導(dǎo)彈的動(dòng)能 風(fēng)的動(dòng)能應(yīng)用 風(fēng)力發(fā)電 飛針穿玻璃 撲克穿木板 生活中的動(dòng)能 1 動(dòng)能 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能 2 動(dòng)能定理 合外力對(duì)物體做的總功 等于物體動(dòng)能的變化 3 應(yīng)用動(dòng)能定理解題步驟 1 確定研究對(duì)象及運(yùn)動(dòng)過(guò)程 2 分析物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況 明確每個(gè)力是否做功 是做正功還是負(fù)功 3 明確初狀態(tài)和末狀態(tài)的動(dòng)能 寫(xiě)出始末狀態(tài)動(dòng)能的表達(dá)式 4 根據(jù)動(dòng)能定理列原始方程求解 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全