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1、XIEJINFA,动能,在本章“追寻守恒量”中，已经知道,问题：动能的表达式可能与哪几个物理量有关？,一 动能：,1.定义：物体由于运动而具有的能量叫动能,2. 表达式：,4.动能是标量，与物体速度方向无关且恒为正值。 5. 动能具有瞬时性，是状态量。是物体在某一时刻所具有的。 6.动能具有相对性，与参考系的选取有关。,3. 单位：焦耳( J ),例题1 对动能的理解，下列说法正确的是( ) A动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能 B动能不可能为负值 C一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化 D动能不变的物体，一定处于平衡状态 答案：ABC,探究
2、： 质量为m 的物体在与运动方向相同的恒力F 的作用下，沿光滑水平面运动了一段位移l ，速度从v1 增加到v2,尝试找出功与速度变化之间的关系,实验与探究: 力做功与动能改变的关系,力做功与动能改变的关系,如图所示，一个物体的质量为，初速度为，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度增大到2，,力F对物体所做的功多大? 物体的加速度多大? 物体的初速、末速、位移之间有什么关系?,力做功与动能改变的关系,二、动能定理,1.内容：力（合力）)在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。,合力做功,2. 表达式：,W,末状态动能,初状态动能,1.动能定理说明了功和能的密切关
3、系，即做功的过程是能量转化的过程 。 2.等号并不意味着“功转化成动能”，而是“功引起动能的变化”。体会“功是能量转化的量度”,注意：位移和速度必须是相对于同一个参考系. 一般以地面为参考系.,质量为2Kg的物体沿半径为1m的1/4圆弧从最高点A由静止滑下，滑至最低点B时速率为4m/s，求物体在滑下过程中克服阻力所做的功。,例与练,物体在滑下过程中克服阻力所做功4J,A到B由动能定理：,5.对动能定理的理解,动能定理揭示了合外力对物体所做的功与物体动能的变化之间的因果联系和定量关系。 即： （1）合力做功是引起动能变化的原因。 （2）合力做了多少功，动能就要变化多少。,动能定理,动能定理适用情
4、况,1、动能定理既适用于恒力作用的过程，也适用于变力 作用的过程 2、动能定理既适用于物体做直线运动的情况，也适用 于物体做曲线运动的情况 3、动能定理的研究对象一般是一个物体，也可以是几 个物体组成的系统,一架喷气式飞机，质量m=5.0103kg ，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移为 l=5.3102m时，达到起飞速度v=60m/s 。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。 （k=0.02）,解：对飞机 由动能定理有,启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明了。解题步骤:1、2、3、4,例题小结,用动能定理解决问题的一般步骤,1找对象：明
5、确研究对象、研究过程，找出初末状态的速度情况 2受力分析：要对物体进行正确的受力分析，明确各个力的做功大小及正负情况 过程分析：明确初末状态的动能 3. 做功分析 4列方程：由动能定理列方程求解，并对结果进行讨论,此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明了。,动能定理的优点在哪里呢?,1、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便,2、动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿运动解决这样一类问题非常困难,例题小结,理解动能定理:,动能定理给出合外力对物体做功与物体动能变化之间的定量关系与因果关系. 动能定理的实质是功能关系.揭示了功与能量转化的关
6、系. 动能定理适用于恒力做功与变力做功,注意恒力做功的表达式可以用: 而变力做功公式左边不可以用FS,而只能写成: 表达式左边为合外力做的功,这是一个过程量,右边为动能变化量(注意是末动能减去初动能),这是状态量.这样的公式在解题中起到互补作用.既可以通过过程量求解状态量,也可以通过状态量求解过程量.,理解动能定理:,牛顿运动定律反映运动和力的关系,动能定理反映的是合外力做的功与动能变化的关系.他们从不同方面反映运动的本质. 动能定理可用于变力做功,应用范围更广;不涉及过程的细节, 求解问题通常更简便.故一般优先考虑使用动能定理.,例题2,铁球1m高处掉入沙坑,则已知铁球在下陷过程中受到沙子的
7、平均阻力为铁球重力的20倍,则铁球在沙中下陷深度为多少m?,例题2解析,解法一：分段列式,自由下落：,沙坑减速：,解法二：全程列式,借题发挥：若物体运动过程中包含几个不同的物理过程，解题时，可以分段考虑，也可以视为一个整体过程，应用动能定理求解 友情提示：全过程应用动能定理往往更简单。,解法1.,由动能定理得 WF + Wf =0,即：Fs1 +（ fs）=0,由Vt图线知 s ：s1 = 4 ：1,所以 F ：f = s ：s1,结果：F ：f = 4 ：1,解法2. 分段用动能定理,两式相加得 Fs1 +（ fs）= 0,由解法1 知 F ：f = 4 ：1,解法3. 牛顿定律结合匀变速直
8、线运动规律,做题心得： 应用动能定理解题的关键 (1)明确研究对象和研究过程，找出始、末状态的速度情况 (2)要对物体进行正确的受力分析(包括重力、弹力等)，明确各力做功的大小及正、负情况,练习1、一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度2 m/s，则下列说法正确的是 ( ),A手对物体做功 12J B合外力对物体做功 12J C合外力对物体做功 2J D物体克服重力做功 10 J,A C D,课堂练习,练习2一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平
9、力所做的功为( ),答案：A,课堂练习,练习3.如图所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置。用水平拉力F缓慢地拉将小球拉到细线与竖直方向成角的位置。在此过程中， （1）重力做的功是多少？ （2）拉力F 做的功是多少？,注：变力做功不能应用公式W=FScos 直接运算,但可通过动能定理等方法求解.,课堂练习,一质量为 m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，细线偏离竖直方向的角度为，如图所示。则拉力F做的功是： A. mgLcos B. mgL(1cos) C. FLcos D. FL,同题,B,课堂练习,1.动能的表达式： 2
10、.动能定理： 3.动能定理的妙处: 动能定理只重视力做功时物体运动的初、末位置时状态，不涉及中间过程的运动状态。 不仅恒力做功直线运动，变力做功、曲线运动也都适用,课堂小结,功是能量转化的量度,1.一辆汽车的质量为m，从静止开始启动，沿水平路面前进了x后，达到了最大行使速度vmax，设汽车的牵引力功率保持不变，所受阻力为车重的k倍，求： （1）汽车的牵引力功率 （2）汽车从静止开始到匀速运动所需时间,课后作业,2、一个质量为2kg的物体静止在水平面上，一个水平恒力F推动物体运动了10s钟，然后撤去推力F，物体又滑行了5s才停下来，物体运动的vt图像如图所示，则推力F做的功和摩擦力在后5s内做的功分别为多少？,课后作业,3、如图所示，在一块水平放置的光滑板面中心开一小孔O，穿过一根细绳，细绳的一端用力F的向下拉，另一端系一小球，并使小球在板面上以半径r做匀速圆周运动。现开始缓慢地增大拉力F，使小球的运动半径逐渐减小，若已知拉力变为8F时，小球的运动半径恰好减为r/2，求在此过程中，绳子的拉力对小球所做的功。,课后作业,
