高中物理动能和动能定理PPT.pptx
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1、高中物理动能和动能定理教学目标教学目标、掌握用动能定理还能解决一些用牛顿第二定律与运动学公式难以求解得问题,如变力作用过程、曲线运动等问题。、掌握用动能定理处理含有涉及得物理量中得F、l、m、v、W、Ek等物理量得力学问题。教学重难点教学重难点理解动能得概念,会用动能得定义式进行计算探究功与物体速度变化得关系,知道动能定理得适用范围会推到动能定理得表达式教学方法教学方法1、讲授法,启示法,直观演示法第一课时一一、动能动能1 1、物体由于运动而具有得能叫动能、物体由于运动而具有得能叫动能、2 2、动能得大小动能得大小:3 3、动能就是标量、动能就是标量、4 4、动能就是状态量动能就是状态量,也就
2、是相对量、因为为瞬时速也就是相对量、因为为瞬时速度度,且与参考系得选择有关且与参考系得选择有关,公式中得速度一般指相对于公式中得速度一般指相对于地面得速度地面得速度 、5 5、动能得单位与功得单位相同动能得单位与功得单位相同-焦耳焦耳、6 6、动能与动量大小得关系动能与动量大小得关系:一个物体得动量发生变化一个物体得动量发生变化,它得动能不一定变化一个物它得动能不一定变化一个物体得动能发生变化体得动能发生变化,它得动量一定变化它得动量一定变化二、动能定理二、动能定理1 1、合外力所做得功等于物体动能得变化合外力所做得功等于物体动能得变化,这个结论叫这个结论叫做动能定理做动能定理、合合2 2、动
3、能定理得理解及应用要点动能定理得理解及应用要点:(1)(1)等式得左边为各个力做功得代数与等式得左边为各个力做功得代数与,正值代表正功正值代表正功,负值代表负功。等式右边动能得变化负值代表负功。等式右边动能得变化,指末动能指末动能E EK2K2=1/2mv=1/2mv2 22 2与初能与初能E EK1K1=1/2mv=1/2mv1 12 2之差之差、(2)“(2)“增量增量”就是末动能减初动能、就是末动能减初动能、EEK K0 0表示动能增表示动能增加加,EEK K0 0表示动能减小、表示动能减小、(3)(3)在动能定理中在动能定理中,总功指各外力对物体做功得代数与、总功指各外力对物体做功得代
4、数与、这里我们所说得外力包括重力、弹力、摩擦力、电场这里我们所说得外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力或其她得力等、力或其她得力等、(4)(4)动能定理适用单个物体动能定理适用单个物体,对于物体系统尤其就是具有对于物体系统尤其就是具有相对运动得物体系统不能盲目得应用动能定理、由于相对运动得物体系统不能盲目得应用动能定理、由于此时内力得功也可引起物体动能向其她形式能此时内力得功也可引起物体动能向其她形式能(比如内比如内能能)得转化、得转化、(5)(5)各力位移相同时各力位移相同时,可求合外力做得功可求合外力做得功,各力位移不同时各力位移不同时,分别求力做功分别求力做功,然后求代数与、然后求代数与、
5、(6)(6)有些力在物体运动全过程中不就是始终存在得有些力在物体运动全过程中不就是始终存在得,若物若物体运动过程中包含几个物理过程体运动过程中包含几个物理过程,物体运动状态、受力物体运动状态、受力等情况均发生变化等情况均发生变化,因而在考虑外力做功时因而在考虑外力做功时,必须根据不必须根据不同情况分别对待同情况分别对待、(7)(7)动能定理中得位移与速度必须就是相对于同一个参动能定理中得位移与速度必须就是相对于同一个参考系考系、一般以地面为参考系一般以地面为参考系、(8)(8)若物体运动过程中包含几个不同得物理过程若物体运动过程中包含几个不同得物理过程,解题时解题时可以分段考虑可以分段考虑、若
6、有能力若有能力,可视全过程为一整体可视全过程为一整体,用动能用动能定理解题定理解题、(9)(9)动能定理中涉及得物理量有、动能定理中涉及得物理量有、等等,在处理含有上述物理量得力学问题时在处理含有上述物理量得力学问题时,可以考虑可以考虑使用动能定理。由于只需从力在整个位移内得功与这使用动能定理。由于只需从力在整个位移内得功与这段位移始末两状态动能变化去考察段位移始末两状态动能变化去考察,无需注意其中运动无需注意其中运动状态变化得细节状态变化得细节,又由于动能与功都就是标量又由于动能与功都就是标量,无方向性无方向性,无论就是直线运动或曲线运动无论就是直线运动或曲线运动,计算都有会特别方便。计算都
7、有会特别方便。总之总之,无论做何种运动无论做何种运动,只要不涉及加速度与时间只要不涉及加速度与时间,就就可考虑应用动能定理解决动力学问题。可考虑应用动能定理解决动力学问题。例例1、钢球从高处向下落钢球从高处向下落,最后陷入泥中最后陷入泥中,如果空气阻如果空气阻力可忽略不计力可忽略不计,陷入泥中得阻力为重力得陷入泥中得阻力为重力得n 倍倍,求求:钢珠在空中下落得高度钢珠在空中下落得高度H与陷入泥中得深度与陷入泥中得深度h 得比得比值值H h=?解解:画出示意图并分析受力如图示画出示意图并分析受力如图示:hHmgmgf由动能定理由动能定理,选全过程选全过程mg(H+h)nmgh=0H+h=n hH
8、:h=n-1练习练习1 1、放在光滑水平面上得某物体、放在光滑水平面上得某物体,在水平恒力在水平恒力F F得作用下得作用下,由静止开始运动由静止开始运动,在其速度由在其速度由0 0增加到增加到v v与与由由v v增加到增加到2v2v得两个阶段中得两个阶段中,F F对物体所做得功之比对物体所做得功之比为为 ()()A A、1111 B B、1212 C C、1313 D D、1414C例例2、如右图所示、如右图所示,水平传送带保持水平传送带保持1m/s得速度运动。得速度运动。一质量为一质量为1kg得物体与传送带间得动摩擦因数为得物体与传送带间得动摩擦因数为0、2。现将该物体无初速地放到传送带上得
9、现将该物体无初速地放到传送带上得A点点,然后运动到然后运动到了距了距A点点1m得得B点点,则皮带对该物体做得功为则皮带对该物体做得功为()A、0、5JB、2JC、2、5JD、5J解解:设工件向右运动距离设工件向右运动距离S 时时,速度达到传送带得速速度达到传送带得速度度v,由动能定理可知由动能定理可知mgS=1/2mv2解得解得 S=0、25m,说明工件未到达说明工件未到达B点时点时,速度已达到速度已达到v,所以工件动能得增量为所以工件动能得增量为EK=1/2mv2=0、511=0、5JAAB练习练习2 2、两辆汽车在同一平直路面上行驶、两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们得质它们得质量之比量之
10、比mm1 1mm2 2=12=12,速度之比速度之比v v1 1vv2 2=21=21,两车两车急刹车后甲车滑行得最大距离为急刹车后甲车滑行得最大距离为s s1 1,乙车滑行得最大乙车滑行得最大距离为距离为s s2 2,设两车与路面间得动摩擦因数相等设两车与路面间得动摩擦因数相等,不计空不计空气阻力气阻力,则则()()A A、s s1 1ss2 2=12=12 B B、s s1 1ss2 2=11=11 C C、s s1 1ss2 2=21=21 D D、s s1 1ss2 2=41=41D12大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可
11、以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流如如下下图图所所示示,一一个个质质量量为为m得得小小球球从从A点点由由静静止止开开始始滑滑到到B点点,并并从从B点点抛抛出出,若若在在从从A到到B得得过过程程中中,机机械械能能损损失失为为E,小小球球自自B点点抛抛出出得得水水平平分分速速度度为为v,则则小小球抛出后到达最高点时与球抛出后到达最高点时与A点得竖直距离就是点得竖直距离就是。例例3、AB解解:小球自小球自B点抛出后做斜上抛运动点抛出后做斜上抛运动,水平方向做匀速水平方向做匀速直线运动直线运动,到最高点到最高点C得速度仍为得速度仍为v,设设AC得高度差为得高度差为hvCh由动能定理由动能定理,A
12、BCmghE=1/2mv2h=v2/2g+E/mgv2/2g+E/mg练习练习3 3、下列关于运动物体所受得合外力、合外、下列关于运动物体所受得合外力、合外力做功与动能变化得关系力做功与动能变化得关系,正确得就是正确得就是 A A、如果物体所受得合外力为零、如果物体所受得合外力为零,那么那么,合外力对合外力对 物体做得功一定为零物体做得功一定为零 B B、如果合外力对物体所做得功为零、如果合外力对物体所做得功为零,则合外力一则合外力一 定为零定为零 CC、物体在合外力作用下作变速运动、物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变动能一定变 化化 D D、物体得动能不变、物体得动能不变,所受得合外力
13、必定为零所受得合外力必定为零A质量为质量为m得跳水运动员从高为得跳水运动员从高为H得跳台上以速得跳台上以速率率v1起跳起跳,落水时得速率为落水时得速率为v2,运动中遇有空气阻力运动中遇有空气阻力,那那么运动员起跳后在空中运动克服空气阻力所做得功就么运动员起跳后在空中运动克服空气阻力所做得功就是多少?是多少?V1HV2解解:对象对象运动员运动员过程过程-从从起跳起跳到到落水落水受力分析受力分析-如图示如图示fmg由动能定理由动能定理合合例例4、练习练习4 4、一质量为、一质量为1kg1kg得物体被人用手由静止得物体被人用手由静止向上提升向上提升1m1m,这时物体得速度这时物体得速度2 m/s2
14、m/s,则下列说则下列说法正确得就是法正确得就是 ()()V=2m/sh=1mFFA A、手对物体做功、手对物体做功 12J12JB B、合外力对物体做功、合外力对物体做功 12J12JCC、合外力对物体做功、合外力对物体做功 2J2JD D、物体克服重力做功、物体克服重力做功 10 J10 JmgACD例例5 5、如如图图所所示示,质质量量为为mm得得物物块块从从高高h h得得斜斜面面顶顶端端OO由由静静止止开开始始滑滑下下,最最后后停停止止在在水水平平面面上上B B点点。若若物物块块从从斜斜面面顶顶端端以以初初速速度度v v0 0沿沿斜斜面面滑滑下下,则则停停止止在在水水平平面面得得上上C
15、C点点,已已 知知,AB=BC AB=BC,则则 物物 块块 在在 斜斜 面面 上上 克克 服服 阻阻 力力 做做 得得 功功 为为 。(设物块经过斜面与水平面交接点处无能量损失设物块经过斜面与水平面交接点处无能量损失)CABmhO解解:设物块在斜面上克服阻力做得功为设物块在斜面上克服阻力做得功为W1,在在AB或或BC段克服阻力做得功段克服阻力做得功W2由动能定理由动能定理OBmgh-W1W2=0OCmgh-W12W2=0-1/2mv02W1=mgh1/2mv02mgh1/2mv02练习练习5 5、某人在高、某人在高h h处抛出一个质量为处抛出一个质量为mm得物体、得物体、不计空气阻力不计空气
16、阻力,物体落地时得速度为物体落地时得速度为v v,这人对物体所做这人对物体所做得功为得功为:()()A A、mghmgh B B、mvmv2 2/2/2 C C、mgh+mvmgh+mv2 2/2/2 D D、mvmv2 2/2-mgh/2-mghD例例6 6、斜斜面面倾倾角角为为,长长为为L L,ABAB段段光光滑滑,BCBC段段粗粗糙糙,AB AB=L/3,=L/3,质质量量为为mm得得木木块块从从斜斜面面顶顶端端无无初初速速下下滑滑,到到达达CC端端时时速速度度刚刚好好为为零零。求求物物体体与与BCBC段段间间得得动动摩摩擦擦因因数数。BACL分析分析:以木块为对象以木块为对象,下滑全过
17、程用动能定理下滑全过程用动能定理:重力做得功为重力做得功为摩擦力做功为摩擦力做功为 支持力不做功支持力不做功,初、末动能均为零。初、末动能均为零。由动能定理由动能定理mgLsin-2/3mgLcos=0可解得可解得点点评评:用用动动能能定定理理比比用用牛牛顿顿定定律律与与运运动动学学方方程程解解题题方便得多。方便得多。练练习习6 6、竖竖直直上上抛抛一一球球,球球又又落落回回原原处处,已已知知空空气气阻阻力得大小正比于球得速度力得大小正比于球得速度()()(A A)上上升升过过程程中中克克服服重重力力做做得得功功大大于于下下降降过过程程中中重重 力力做得功做得功(B B)上上升升过过程程中中克
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