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,7,动能和动能定理,第七章,机械能守恒定律,第1页,学习,目标,1.了解动能概念，掌握其表示式.,2.知道动能定理表示式，了解动能定理物理意义.,3.能应用动能定理处理单个物体相关问题，并会求变力做功.,考试,要求,学考,选考,d,d,第2页,内容索引,自主预习,预习新知 扎实基础,重点探究,启迪思维 探究重点,达标检测,检测评价 达标过关,第3页,自主预习,第4页,一、动能,1.,定义：物体因为,而含有能,.,2.,表示式：,E,k,_,.,3.,单位：与,单位相同，国际单位为,，符号为,.,4.,标矢性：动能是,量，只有,没有方向,.,运动,功,焦耳,J,标,大小,第5页,二、动能定理,1.,内容：力在一个过程中对物体所做功，等于物体在这个过程中,_,.,2.,表示式：,W,_.,3.,适用范围：既适合用于,做功，也适合用于,做功；既适合用于,运动，也适合用于,运动,.,动能,改变,恒力,变力,直线,曲线,第6页,答案,即学即用,1.,判断以下说法正误,(1),某物体速度加倍，它动能也加倍,.(,),(2),两质量相同物体，动能相同，速度一定相同,.(,),(3),物体速度改变，动能一定改变,.(,),(4),合外力做功不等于零，物体动能一定改变,.(,),(5),物体速度发生改变，合外力做功一定不等于零,.(,),(6),物体动能增加，合外力做正功,.(,),第7页,答案,2.,一个质量为,0.1 kg,球在光滑水平面上以,5 m/s,速度匀速运动，与竖直墙壁碰撞以后以原速率被弹回，若以初速度方向为正方向，则小球碰墙前后速度改变为,_,，动能改变为,_.,10 m/s,0,第8页,重点探究,第9页,一、动能,让铁球从光滑斜面上由静止滚下，与木块相,碰，推进木块做功,.(,如图所表示,),(1),让同一铁球从不一样高度由静止滚下，能够,看到：高度大时铁球把木块推得远，对木块做功多,.,(2),让质量不一样铁球从同一高度由静止滚下，能够看到：质量大铁球把木块推得远，对木块做功多,.,以上两个现象说明动能影响原因有哪些？,导学探究,答案,第10页,答案,因为铁球从同一光滑斜面上由静止滚下，加速度均为,g,sin,，由,v,2,2,ax,和,x,得知，铁球抵达水平面时速度由,h,决定,.,同一铁球从不一样高度由静止滚下，高度大抵达水平面时速度大，把木块推得远，对木块做功多，故动能影响原因有速度；质量不一样铁球从同一高度由静止滚下，抵达水平面时速度相等，质量大铁球对木块做功多，说明动能影响原因有质量,.,第11页,1.,对动能了解,(1),动能是标量，没有负值，与物体速度方向无关,.,(2),动能是状态量，含有瞬时性，与物体运动状态,(,或某一时刻速度,),相对应,.,(3),动能含有相对性，选取不一样参考系，物体速度不一样，动能也不一样，普通以地面为参考系,.,2.,动能改变量,E,k,物体动能改变量是末动能与初动能之差，即,E,k,m,v,2,2,m,v,1,2,，若,E,k,0,，则表示物体动能增加，若,E,k,0,，则表示物体动能降低,.,知识深化,第12页,例,1,以下关于动能说法正确是,A.,两个物体中，速度大动能也大,B.,某物体速度加倍，它动能也加倍,C.,做匀速圆周运动物体动能保持不变,D.,某物体动能保持不变，则速度一定不变,答案,解析,解析,动能表示式为,E,k,m,v,2,，即物体动能大小由质量和速度大小共同决定，速度大物体动能不一定大，故,A,错误；,速度加倍，它动能变为原来,4,倍,(,物体质量不变,),，故,B,错误；,只要速度大小保持不变，物体动能就不变，故,C,正确，,D,错误,.,第13页,二、动能定理,1.,动能定理推导：,如图,1,所表示，物体仅在水平恒力,F,作用下向前运动了一段距离,l,，速度由,v,1,增加到,v,2,.,图,1,第14页,2.,对动能定理了解,W,表示这个过程中合外力做功，它等于各力做功代数和,.,第15页,(2),物理意义：动能定理指出了合外力对物体所做总功与物体动能改变之间关系，即若合外力做正功，物体动能增加，若合外力做负功，物体动能降低，做了多少功，动能就降低多少,.,(3),实质：动能定理从能量改变角度反应了力改变运动状态时，在空间上累积效果,.,第16页,答案,例,2,以下关于运动物体合外力做功和动能、速度改变关系，正确是,A.,物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定改变,B.,若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零,C.,物体合外力做功，它速度大小一定发生改变,D.,物体动能不变，所受合外力必定为零,解析,解析,力是改变物体速度原因，物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外力不为零时，做功可能为零，动能可能不变，,A,、,B,错误,.,物体合外力做功，它动能一定改变，速度大小也一定改变，,C,正确,.,物体动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一定为零，,D,错误,.,第17页,三、动能定理应用,例,3,如图,2,所表示，物体在距离斜面底端,5 m,处由静止开始下滑，然后滑上与斜面平滑连接水平面，若物体与斜面及水平面动摩擦因数均为,0.4,，斜面倾角为,37.,求物体能在水平面上滑行距离,.(sin 37,0.6,，,cos 37,0.8),图,2,答案,3.5 m,答案,解析,第18页,解析,对物体在斜面上和水平面上受力分析如图所表示,.,方法一,分过程列方程：设物体滑到斜面底端时速度为,v,，物体下滑阶段,F,N1,mg,cos 37,，,故,F,f1,F,N1,mg,cos 37.,由动能定理得：,第19页,设物体在水平面上滑行距离为,l,2,，,摩擦力,F,f2,F,N2,mg,由动能定理得：,联立以上各式可得,l,2,3.5 m.,方法二,全过程列方程：,由动能定理得：,mgl,1,sin 37,mg,cos 37,l,1,mgl,2,0,得：,l,2,3.5 m.,第20页,总结提升,应用动能定了解题普通步骤：,(1),选取研究对象,(,通常是单个物体,),，明确它运动过程,.,(2),对研究对象进行受力分析，明确各力做功情况，求出外力做功代数和,.,(3),明确物体在初、末状态动能,E,k1,、,E,k2,.,(4),列出动能定理方程,W,E,k2,E,k1,，结合其它必要解题方程求解,.,第21页,答案,针对训练,一列车质量是,5.0,10,5,kg,，在平直轨道上以额定功率,3 000 kW,加速行驶，当速率由,10 m,/,s,加速到所能到达最大速率,30 m,/,s,时，共用了,2 min,，设列车所受阻力恒定，则：,(1),列车所受阻力多大？,解析,答案,1.0,10,5,N,解析,列车以额定功率加速行驶时，其加速度在减小，当加速度减小到零时，速度最大，此时有,P,F,v,F,f,v,max,第22页,答案,(2),这段时间内列车前进距离是多少？,解析,答案,1 600 m,解析,这段时间牵引力做功,W,F,Pt,，设列车前进距离为,s,，则由动能定,理得,Pt,F,f,s,m,v,max,2,m,v,0,2,代入数值解得,s,1 600 m.,第23页,达标检测,第24页,1.,(,对动能了解,),以下关于运动物体所受协力、协力做功和动能改变关系，正确是,A.,物体,(,质量不变,),速度发生改变，则动能一定发生改变,B.,物体,(,质量不变,),动能发生改变，则速度一定发生改变,C.,物体,(,质量不变,),动能不发生改变，物体所受协力一定是零,D.,物体,(,质量不变,),在协力作用下做匀变速直线运动，则动能在这段过程,中改变量一定不为零,答案,1,2,3,4,5,第25页,2.,(,对动能定理了解,),有一质量为,m,木块，从半径为,r,圆弧曲面上,a,点滑向,b,点，如图,3,所表示,.,假如因为摩擦使木块运动速率保持不变，则以下叙述正确是,A.,木块所受合外力为零,B.,因木块所受力都不对其做功，所以合外力做功为零,C.,重力和摩擦力协力做功为零,D.,重力和摩擦力协力为零,答案,解析,图,3,1,2,3,4,5,第26页,解析,木块做曲线运动，速度方向改变，加速度不为零，故合外力不为零，,A,错；,速率不变，动能不变，由动能定理知，合外力做功为零，而支持力一直不做功，重力做正功，所以重力做功与摩擦力做功代数和为零，但重力和摩擦力协力不为零，,C,对，,B,、,D,错,.,1,2,3,4,5,第27页,3.,(,动能定理应用,),一辆汽车以,v,1,6 m,/s,速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行,x,1,3.6 m,，假如以,v,2,8 m/,s,速度行驶，在一样路面上急刹车后滑行距离,x,2,应为,答案,解析,A.6.4 m B.5.6 m,C.7.2 m D.10.8 m,1,2,3,4,5,第28页,解析,急刹车后，车只受摩擦力作用，且两种情况下摩擦力大小是相同，汽车末速度皆为零，故：,1,2,3,4,5,第29页,4.,(,动能定理应用,),(,东阳中学期中考试,),如图,4,所表示，质量为,0.1 kg,小物块在粗糙水平桌面上滑行,4 m,后以,3.0 m,/s,速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间动摩擦因数为,0.5,，桌面高,0.45 m,，若不计空气阻力，取,g,10 m,/,s,2,，则,答案,解析,图,4,A.,小物块初速度是,5 m/s,B.,小物块水平射程为,1.2 m,C.,小物块在桌面上克服摩擦力做,8 J,功,D.,小物块落地时动能为,0.9 J,1,2,3,4,5,第30页,解析,由动能定理得：,解得：,v,0,7 m/s,，,W,f,mgx,2 J,，,A,、,C,错误,.,1,2,3,4,5,第31页,5.,(,动能定理应用,),半径,R,1 m,圆弧轨道下端与一光滑水平轨道连接，水平轨道离地面高度,h,1 m,，如图,5,所表示，有一质量,m,1.0 kg,小滑块自圆轨道最高点,A,由静止开始滑下，经过水平轨道末端,B,时速度为,4 m,/,s,，滑块最终落在地面上，,g,取,10 m,/,s,2,，试求：,答案,解析,图,5,(1),不计空气阻力，滑块落在地面上时速度大小；,答案,6 m/s,1,2,3,4,5,第32页,解析,从,B,点到地面这一过程，只有重力做功，依据动能定理有,mgh,m,v,2,m,v,B,2,，,代入数据解得,v,6 m/s.,1,2,3,4,5,第33页,(2),滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做功,.,答案,解析,图,5,答案,2 J,解析,设滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做功为,W,f,，对,A,到,B,这一过程利用动能定理有,mgR,W,f,m,v,B,2,0,，,解得,W,f,2 J.,1,2,3,4,5,第34页,
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