《高中物理课件(新人教必修二)7.7《动能和动能定理》1》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理课件(新人教必修二)7.7《动能和动能定理》1(30页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、 7动能和动能定理 1理解动动能的概念,会用动动能的定义义式进进行计计算 2理解动动能定理,知道动动能定理的适用条件,会用动动能定理进进行计计算 3理解动动能定理的推导过导过 程 4会用动动能定理解决力学问题问题 ,知道用动动能定理解题题的步骤骤运动 功 J 4物理量特点(1)动能是 量,具有瞬时时性,物体在某一状态态的动动能由物体的质质量和该该状态态下物体的速度共同决定(2)物体的动动能具有 ,由于对对不同的参考系,同一物体的瞬时时速度有不同值值,所以在同一状态态下物体的动动能也有不同值值一般地如无特别说别说 明,物体的动动能均是 的(3)动动能是 ,只有大小没有方向,动动能没有负值负值 ,
2、与物体的速度方向无关温馨提示 同一物体,其速度变化,动能不一定变化,但动能变化了,其速度一定变化状态相对性相对地面标量 二、动能定理 动能定理的推导(1)建立情景: 图7-7-1如图7-7-1所示,光滑水平面上质量为m的物体,在恒力F作用下,经位移l后,速度由v1增加到v2.Fl ma 动能的变化 Ek2Ek1 合力做的功 代数和 动能增加 动能减少 恒力 直线 变力 曲线 温馨提示动能定理的适用范围极广,一般高中阶段的实际问题可认为都适用于动能定理 一、对动能定理的理解 物理意义(1)动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系即外力对物体所做的总功,对应于物体动能的变化,变化
3、的大小由做功的多少来量度(2)合外力做正功,即W0,Ek0,物体动能增加;合外力做负功,即W0,Ek0,物体动能减少;合外力不做功,Ek0,物体的动能不变 二、动能定理的应用与优越性 动能定理与牛顿定律解题的比较牛顿顿定律动动能定理相同点 确定研究对对象,对对物体进进行受力分析和运动过动过 程分析适用条件只能研究在恒力作用下物体做直线线运动动的情况对对于物体在恒力或变变力作用下,物体做直线线或曲线线运动动均适用应应用方法要考虑虑运动过动过程的每一个细细节节,结结合运动动学公式解题题只考虑虑各力的做功情况及初、末状态态的动动能运算方法矢量运算代数运算 两种思路对对比可以看出应应用动动能定理解题题
4、不涉及加速度、时间时间 ,不涉及矢量运算,运算简单简单 不易出错错 应用动能定理的优越性 (1)物体由初始状态态到末状态态的过过程中,物体的运动动性质质、运动轨动轨 迹、做功的力是变变力还还是恒力等诸诸多因素都可以不予考虑虑,使分析简简化 (2)应应用牛顿顿运动动定律和运动动学规规律时时,涉及的有关物理量比较较多,对对运动过动过 程中的细节细节 也要仔细细研究,而应应用动动能定理只考虑虑合外力做功和初、末两个状态态的动动能,并且可以把不同的运动动过过程合并为为一个全过过程来处处理 (3)一般情况下,由牛顿顿运动动定律和运动动学规规律能够够求解的问题问题 ,用动动能定理也可以求解, 并且更为简为
5、简 捷 应用动能定理解题的基本步骤 (1)确定研究对对象和研究过过程; (2)对对研究对对象的每个运动过动过 程进进行受力分析; (3)确定出研究对对象在研究过过程中合外力做的功和初、末状态态的动动能; (4)由动动能定理列出方程,求出结结果; (5)对结对结 果进进行分析和讨论讨论 教材资料分析 思考与讨论(教材P74) 点拨由于阻力做负功,汽车的动能减小,转化为汽车和地面的内能 【典例1】 起重机钢钢索将质质量m1.0103 kg的物体以a2 m/s2的加速度竖竖直向上提升了5 m,钢钢索对对物体的拉力做的功为为多少?物体的动动能增加了多少?(g取10 m/s2)解析由动能定理得,物体动能
6、的增加量Ekmah1.010325 J1.0104 J由动能定理还可以得W拉WGEk,所以拉力做的功W拉EkWGEkmgh(1.01041.0103105) J6.0104 J.答案6.0104 J1.0104 J动能定理的理解 借题发挥动能增加量可以通过两种途径求得:(1)直接用公式EkEk2Ek1求;(2)用动能定理EkW合求 【变式1】某人从一楼匀速率上到三楼的过过程中,下列说说法正确的是 ()A地板对对人的支持力做的功等于人的重力势势能的增加B地板对对人的支持力做的功等于人的动动能的增加C地板对对人的支持力做的功为为零D人克服重力做的功等于其重力势势能的增加 解析由功的定义知,做功的两
7、个因素是力和沿力方向上的位移,当人走路过程中,脚站在地面上,有支持力,但无位移;而当人走动,脚离开地面,有位移却无支持力,所以地板对人的支持力不做功,而克服重力做的功等于其重力势能的增加,选项C、D正确 答案CD 【典例2】 一辆辆汽车车以v16 m/s的速度沿水平路面行驶时驶时 ,急刹车车后能滑行s13.6 m,如果以v28 m/s的速度行驶驶,在同样样路面上急刹车车后滑行的距离s2应为应为 ()A6.4 m B5.6 m C7.2 m D10.8 m动能定理的简单应用 借题发挥对恒力作用下的运动,可以考虑用牛顿运动定律分析但在涉及力、位移、速度时,应优先考虑用动能定理分析一般来说,动能定理
8、不需要考虑中间过程,比牛顿运动定律要简单一些 【变式2】一个质质量为为0.3 kg的弹弹性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙墙上,碰撞后小球沿相反方向运动动,反弹弹后的速度大小与碰撞前相同则则碰撞前后小球速度变变化量的大小v和碰撞过过程中墙对墙对 小球做功的大小W为为 ()Av0 Bv12 m/sCW0 DW10.8 J 解析速度是矢量,速度的变化也是矢量,反弹后小球的速度与碰前速度等值反向,则速度变化量为vvv2v(设碰前速度方向为正),其大小为v12 m/s,故B正确反弹前后小球的动能没有变化,即Ek0,根据动能定理,物体受合外力做功等于物体动能的变化,即WEk0,故C正确 答案BC应用动能定理求变力的功 借题发挥物体在下滑过程中受到的弹力在发生变化,即使物体与曲面间的动摩擦因数各处是一样的,物体受到的摩擦力也是变力求变力做的功时,无法应用WFl求解,只能把变力做的功用符号W表示,应用动能定理求解,这是求变力做功的方法之一