高一物理課件：7《動能和動能定理》（人教版必修2）

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歡迎進入物理課堂 7動能和動能定理 1 正確理解動能的概念 會用動能的定義式進行計算 2 正確理解動能定理 知道動能定理的適用條件 會用動能定理進行計算 3 會進行動能定理的推導 4 會用動能定理解決力學問題 知道用動能定理解題的步驟 復習引入 物體動能表達式中可能包含v2這個因子 動能的決定因素 設物體的質量為m 在與運動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 很可能是一個具有特定意義的物理量 因為這個量在過程終了時和過程開始時的差 剛好等于力對物體做的功 所以應該是我們尋找的動能的表達式 功的表達式為 1 定義 物體由于運動而具有的能叫做動能 2 動能的大小 3 單位 焦 J 4 說明 1 動能是標量 只有大小 沒有方向 2 動能只有正值 沒有負值 一 動能 水的動能 動能具有相對性 對不同的參考系 物體速度有不同的瞬時值 也就具有不同的動能 一般都以地面為參考系研究物體的運動 人和豹的動能 例1 下列幾種情況中 甲 乙兩物體的動能相等的是 A 甲的速度是乙的2倍 乙的質量是甲的2倍B 甲的質量是乙的2倍 乙的速度是甲的2倍C 甲的質量是乙的4倍 乙的速度是甲的2倍D 質量相同 速度大小也相同 但甲向東運動 乙向西運動 CD 二 動能定理 合外力在一個過程中對物體所做的功 等于物體在這個過程中的動能的變化 這個結論叫做動能定理 對動能定理的理解 1 動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 為合外力與運動方向的夾角 2 W合 W W2 Wn 2 合外力做正功 動能增加合外力做負功 動能減少 3 適用范圍 無范圍 也無限制 應用最廣泛 不管恒力 變力做功 直線 曲線運動 是否接觸 時間長短 例2 一架噴氣式飛機 質量 5 103kg 當起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為l 5 3 102 時 達到起飛速度v 60 s 在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的k倍 0 02 求飛機受到的牽引力 解 常規(guī)方法 動能定理法 1 選擇研究對象 分析研究對象的受力情況 2 計算研究對象所受各力在運動過程中對物體做功的大小和正負 3 明確物體在運動過程中始 末狀態(tài)動能的值 4 根據(jù)動能定理 列出具體方程式 5 代入數(shù)值 計算結果 關鍵 1 正確計算物體所受外力做的總功 2 明確物體在運動過程中初 末狀態(tài)的動能值 三 解題要點 總結 動能定理不涉及物理運動過程中的加速度和時間 而只與物體的初末狀態(tài)有關 在處理物理問題時 應優(yōu)先考慮應用動能定理 BC 1 質量一定的物體 A 速度發(fā)生變化時 動能一定發(fā)生變化B 速度發(fā)生變化時 動能不一定發(fā)生變化C 速度不變時 其動能一定不變D 動能不變時 速度一定不變 2 一質量為1kg的物體被人用手由靜止向上托高1m 這時物體的速度是2m s 下列說法正確的是 A 手對物體做功10JB 合外力對物體做功12JC 合外力對物體做功2JD 物體克服重力做功2J C 3 質量為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)動能定理得 子彈克服阻力做功為600J 解 汽車在運動過程中共受四個力的作用 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 汽車在水平的高速公路上做勻加速直線運動 通過100m的距離后 速度由10m s增加到30m s 汽車的質量為2 103kg 汽車前進時所受的阻力為車重的0 02倍 求汽車牽引力所做的功以及牽引力大小 根據(jù)動能定理得 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 若球的質量為m 求球在落入地面以下的過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 小球質量100g 出手時速度大小為10m s 落地時速度大小為16m s 取g 10m s2 試求 1 人拋球時對小球做多少功 2 小球在空中運動時克服阻力做功多少 V0 H V 解 1 人拋球 2 球在空中 注意 列式時要注意W合和 Ek的正負 代入數(shù)據(jù)解得 所以克服阻力做了17 2J的功 投籃 7 質量為m的跳水運動員從高為H的跳臺上以速率v1起跳 落水時的速率為v2 運動中受到空氣阻力 那么運動員起跳后在空中運動克服空氣阻力所做的功是多少 解 對象 運動員 過程 從起跳到落水 受力分析 如圖所示 由動能定理 所以克服阻力做功為 導彈的動能 風的動能應用 風力發(fā)電 飛針穿玻璃 撲克穿木板 生活中的動能 1 動能 物體由于運動而具有的能 2 動能定理 合外力對物體做的總功 等于物體動能的變化 3 應用動能定理解題步驟 1 確定研究對象及運動過程 2 分析物體在運動過程中的受力情況 明確每個力是否做功 是做正功還是負功 3 明確初狀態(tài)和末狀態(tài)的動能 寫出始末狀態(tài)動能的表達式 4 根據(jù)動能定理列原始方程求解 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全