物理必修ⅱ人教新课标动能动能定理课件.ppt

物理必修,人教新课标系列课件,动能 动能定理,什么是动能？它与哪些因素有关？,物体由于运动而具有的能叫动能,它与物体的质量和速度有关。,问题：光滑水平面上一物体原来静止，质量为,m,，此时动能是多少？,(,因为物体没有运动，所以没有动能,),。,在恒定外力,F,作用下，物体发生一段位移,s,，得到速度,v(,如图,),，这个过程中外力做功多少？物体获得了多少动能？,V=0,a,F,s,v,F,物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。用,E,k,表示动能，则计算动能的公式为：,动能与功一样，也是标量，不受速度方向的影响,它在国际单位制中的单位也是焦耳,(J),。,一个物体处于某一确定运动状态，它的动能也就对应于某一确定值，因此动能是状态量。,一、动能,试比较下列每种情况下，甲、乙两物体的动能：,(,除题意中提到的物理量外，其他物理情况相同,),总结：动能是标量，与速度方向无关；动能与,速度的平方成正比，因此速度对动能的,影响更大。,物体甲的速度是乙的两倍；,物体甲向北运动，乙向南运动；,物体甲做直线运动，乙做曲线运动；,物体甲的质量是乙的一半。,二、动能定理,问题：将刚才推导动能公式的例子改动一下：假设物体原来就具有速度,v,1,，且水平面存在摩擦力,f,，在外力,F,作用下，经过一段位移,s,，速度达到,v,2,，如图，则此过程中，外力做功与动能间又存在什么关系呢？,a,s,v,2,F,f,v,1,F,f,分析：外力,F,做功：,W,1,Fs,摩擦力,f,做功：,W,2,-fs,（,1,）动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的增加。,（,2,）公式：,W,总,表示外力对物体做的总功，,E,k1,表示物体初状态的动能，,E,k2,表示末状态动能,动能定理,1.,对象：单个物体（也可对系统）,2.,表达式：,W=E,K,3.,注意：,W,为全部外力做功的代数和。而,E,K,为物体动能的改变量,式中的位移,速度等均以地面为参照物,物体甲做直线运动，乙做曲线运动；,解法二：将A、B看成一整体。,Pt-fs=1/2mv2m-1/2mv2,3102时，达到起飞速度60/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的倍(0.,因而定理中“增加”一词，并不表示动能一定增大，它的确切含义为末态与初态的动能差，或称为“改变量”。,二式联立可得：s23.,由于外力做功可正、可负，因此物体在一运动过程中动能可增加，也可能减少。,本领大小的物理量。,1、凡涉及质点的位移与速度关系问题时，,影响更大。,C合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变,2、可以利用动能定理求功，特别是求变力做功,物理必修人教新课标系列课件,用Ek表示动能，则计算动能的公式为：,d对状态与过程关系的理解,4.,对动能定理的理解,a,对外力对物体做的总功的理解,有的力促进物体运动，而有的力则阻碍物体运动。因此它们做的功就有正、负之分，总功指的是各外力做功的代数和；又因为,W,总,W,1,+W,2,+,F,1,s+F,2,s+,F,合,s,，所以总功也可理解为合外力的功。,b,对该定理标量性的认识,因动能定理中各项均为标量，因此单纯速度方向改变不影响动能大小。如匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆心，与位移方向始终保持垂直，所以合外力做功为零，动能变化亦为零，并不因速度方向改变而改变。,c,对定理中“增加”一词的理解,由于外力做功可正、可负，因此物体在一运动过程中动能可增加，也可能减少。因而定理中“增加”一词，并不表示动能一定增大，它的确切含义为末态与初态的动能差，或称为“改变量”。数值可正，可负。,d,对状态与过程关系的理解,功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。,(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。,根据动能定理列出方程,(W,总,E,k2,-E,k1,),(4),求解方程、分析结果,5,、动能定理的应用步骤：,三、动能定理的应用：,1,、凡涉及质点的位移与速度关系问题时，,应优先考虑用动能定理。,2,、可以利用动能定理求功，特别是求变力做功,例,1,一物体做变速运动时，下列说法正确的是（）,A,合外力一定对物体做功，使物体动能改变,B,物体所受合外力一定不为零,C,合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变,D,物体加速度一定不为零,B D,例,2,、某人用脚踢地上的质量为,1kg,的足球，,使其以,4m/s,的速度飞行了,8m,，求该人对足,球所做的功？,例,2,在水平放置的长直木板槽中，一木块以 米,/,秒的初速度开始滑动。滑行米后速度减为米,/,秒，若木板槽粗糙程度处处相同，此后木块还可以向前滑行多远？,解：设木板槽对木块摩擦力为,f,，木块质量为,m,，据题意使用动能定理有：,二式联立可得：,s,2,3.2m,即木块还可滑行,例,3,、质量为,500t,的列车，以恒定功率沿平直轨道行驶，在,3min,内行驶速度由,45km/h,增加到最大速度,54km/h,，求机车的功率,.(g=10m/s,2,),【,解析,】,由整个过程中列车所受的牵引力不是恒力，因此加速度不是恒量，运动学中匀变速直线运动公式不能用，由动能定理得,W,牵,+W,阻,=1/2mv,2,m-1/2mv,2,其中,W,阻,=-fs,W,牵,是一个变力的功，但因该变力的功率恒定，故可用,W=Pt,计算这样式变为,Pt-fs=1/2mv,2,m-1/2mv,2,又因达到最大速度时,F=f,故,v,m,=P/f,联立解得：,P=600kW.,例,4,、一架喷气式飞机，质量,5103 kg,，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为,s,5.3102,时，达到起飞速度,60,/s,，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的倍,(,0.02),，求飞机受到的牵引力,.,例,5,如图,4,所示，用细绳连接的,A,、,B,两物体质量相等，,A,位于倾角为,30,的斜面上，细绳跨过定滑轮后使,A,、,B,均保持静止，然后释放，设,A,与斜面间的滑动摩擦力为,A,受重力的倍，不计滑轮质量和摩擦，求,B,下降,1m,时的速度多大。,例3、质量为500t的列车，以恒定功率沿平直轨道行驶，在3min内行驶速度由45km/h增加到最大速度54km/h，求机车的功率.,联立解得：P=600kW.,因而定理中“增加”一词，并不表示动能一定增大，它的确切含义为末态与初态的动能差，或称为“改变量”。,根据动能定理列出方程(W总Ek2-Ek1),W牵+W阻=1/2mv2m-1/2mv2,其中W阻=-fs,W牵是一个变力的功，但因该变力的功率恒定，故可用W=Pt计算这样式变为,2、可以利用动能定理求功，特别是求变力做功,2、物理意义：能是表示物体做功,如匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆心，与位移方向始终保持垂直，所以合外力做功为零，动能变化亦为零，并不因速度方向改变而改变。,物体甲向北运动，乙向南运动；,联立解得：P=600kW.,(3)确定始、末态的动能。,影响更大。,B物体所受合外力一定不为零,问题：光滑水平面上一物体原来静止，质量为m，此时动能是多少？,(1)明确研究对象及所研究的物理过程。,（因二者速度、加速度大小均一样），此时拉力T为内力，求外力做功时不计，则动能定理写为：,摩擦力f做功：,三式联立解得：,解法二：将,A,、,B,看成一整体。（因二者速度、加速度大小均一样），此时拉力,T,为内力，求外力做功时不计，则动能定理写为：,f,二式联立解得：,s,可见，结论是一致的，而方法二中受力体的选择使解题过程简化，因而在使用动能定理时要适当选取研究对象。,功和能,能,1,、定义：一个物体能够对外做功，这个物体就具有能。,2,、物理意义：能是表示物体做功,本领大小的物理量。,功和能,联系,功和能都是标量,功是能量转化的量度,区别,功是过程量，能是状态量,功的大小等于转化的能量,但功不是能,