《动能定理修改》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动能定理修改（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学习目标：学习目标：12Ek=mv2.1 1、知道动能定义、知道动能定义, ,掌握动能表达式掌握动能表达式 4 4、会用动能定理解决力学题，知道用动能定理、会用动能定理解决力学题，知道用动能定理解题的步骤。解题的步骤。 2 2、理解动能定理，知道动能定理的适用条件，、理解动能定理，知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算。会用动能定理进行计算。 3 3、理解动能定理的推导过程。、理解动能定理的推导过程。v导入：v观看感动中国人物先进事迹v吴斌受伤.mp4，v思考：为什么这个小铁块具有这么大的能量，这个能量的大小又与哪些因素有关呢？1 1、概念：、概念：物体由于运动具有的能量叫做动能。物体由
2、于运动具有的能量叫做动能。一、动能一、动能交流讨论：与动能大小有关的因素交流讨论：与动能大小有关的因素实验表明：物体的运动速度越快，质量越大，动能越大实验表明：物体的运动速度越快，质量越大，动能越大。结论：结论：物体的动能与物体的物体的动能与物体的质量和速度质量和速度有有关，关，质量越大，速度越大质量越大，速度越大，物体所具有的，物体所具有的动动能也就越大能也就越大。2 2、定义式：、定义式：物理学中把物体物理学中把物体的质量与它的速度平的质量与它的速度平方乘积的一半方乘积的一半定义为定义为物体的动能，用物体的动能，用E Ek k表示，即：表示，即：12Ek=mv23 3、性质：、性质：(1)
3、 动能是描述物体运动状态的物理量。动能是描述物体运动状态的物理量。(2)动能是标量，只有大小，没有方向。动能是标量，只有大小，没有方向。4、单位：、单位：“焦耳焦耳”（J）思考与讨论：思考与讨论：物体在光滑水平面上在力物体在光滑水平面上在力F作用下做加作用下做加速运动，速运动，F对物体做正功，其动能的增对物体做正功，其动能的增加，那么物体动能的改变量与力加，那么物体动能的改变量与力F做功做功的大小有没有关系？如果有关系，是何的大小有没有关系？如果有关系，是何种关系？种关系？观看视频：观看视频：探究功与物体速度变化的关探究功与物体速度变化的关系系 .flv物体初速度为物体初速度为v1，且水平面存
4、在摩擦力且水平面存在摩擦力f，在外力在外力F作用下，作用下，经过一段位移经过一段位移x，速度达到，速度达到v2，如图，则此过程中，合外如图，则此过程中，合外力所做的功为多少？力所做的功为多少？axv2Fv1理论推导：3 3、内容：、内容：合力对物体所做的功等于物体动能的变化。合力对物体所做的功等于物体动能的变化。 1 1、推导：、推导：二、动能定理：二、动能定理：2 2、数学表达式：、数学表达式：W总总=Ek=Ek末末-Ek初初或：或：W合合=mv22mv121212E Ek k是物体是物体动能的增量动能的增量; ;4 4、含义、含义：动能定理反映了：动能定理反映了： 力对空间的积累效果力对空
5、间的积累效果使物体的动能发生变化。使物体的动能发生变化。W W合合为合力做功的为合力做功的代数和代数和, ,三、动能定理的讨论：三、动能定理的讨论：W W合合 =E Ek k = = E Ek k末末 - - E Ek k初初1 . Ek0时时, 动能增加动能增加,合外力做正功合外力做正功2 .Ek0时时, 动能减少，合外力做负功动能减少，合外力做负功3 .Ek=0时时, 动能不变。合外力不做功动能不变。合外力不做功 XFf 例例1、 一架喷气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为中从静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞时，达到起飞速度速度 。在此过程中飞
6、机受到的平均阻力是飞机。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的重量的0.02倍（倍（k=0.02）。）。求飞机受到的牵引力求飞机受到的牵引力F。动能定理应用一：恒力动能定理应用一：恒力+直线运动直线运动GN1 1找对象（常是单个物体）找对象（常是单个物体）解：对飞机解：对飞机 由动能定理有由动能定理有启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但但但但动能定理动能定理动能定理动能定理更简洁明了。更简洁明了。更简洁明了。更简洁明了。解题步骤解题步骤解题步骤解题步骤:1:1
7、、2 2、3 3、4 4XFf3 3确确定定各各力力做做功功3 3初、末状态的动能初、末状态的动能4 4建方程建方程2 2受受力力分分析析四、动能定理的应用：四、动能定理的应用：应用范围：可用于应用范围：可用于恒力做功恒力做功，也可用于，也可用于变力做功。变力做功。 既适用于既适用于直线运动直线运动，也适用于，也适用于曲线运动。曲线运动。 五、应用动能定理解题的步骤：五、应用动能定理解题的步骤： 确定确定研究对象研究对象, ,明确它的明确它的运动过程运动过程; ; 并建立好模型。并建立好模型。 分析物体在运动过程中的分析物体在运动过程中的受力情况受力情况, ,明确各个力是明确各个力是 否做功否
8、做功, ,是正功还是负功是正功还是负功; ; 明确各个力所做的总功明确各个力所做的总功，初状态和末状态的动能初状态和末状态的动能 用用W W总总=E Ek k=E=Ek2 k2 -E-Ek1k1列方程求解列方程求解. . (可可分段分段、亦可对、亦可对整个运动整个运动过程过程). 例例2、用拉力用拉力F拉一个质量为拉一个质量为m的木箱的木箱由静止开始在水平冰道上移动了由静止开始在水平冰道上移动了X,拉力拉力F跟木箱前进的方向的夹角为跟木箱前进的方向的夹角为,木箱与冰道间的动摩擦因数为木箱与冰道间的动摩擦因数为,求木求木箱获得的速度箱获得的速度.FNfGX小结：v一、动能v1.定义式：v2. 单
9、位：v3.性质：v二、动能定理v1.推导：v2.公式：作业布置：作业布置：A.完成学案完成学案A层次层次19题题B.学有余力的继续完成学有余力的继续完成B层次层次1015题题动能定理 习题课动能定理的应用（二）动能定理的应用（二） -多过程多过程运用动能定理对复杂过程列式求解的方法：运用动能定理对复杂过程列式求解的方法：分段列式法；分段列式法；全程列式法。全程列式法。例例1、物体从高出地面物体从高出地面H处自由落下，不处自由落下，不计空气阻计空气阻力，落至地面掉入沙坑力，落至地面掉入沙坑h停止，停止，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？力的多少倍？H
10、h解法一解法一:分过程处理分过程处理解法二解法二:整体法整体法可见可见, ,物体运动有几个过程时物体运动有几个过程时, ,对全对全程列式较简单程列式较简单, ,对全程列式时对全程列式时, ,关键关键是分清整个过程有哪些力做功是分清整个过程有哪些力做功, ,且各且各力做功应与位移对应力做功应与位移对应, ,并确定初末态并确定初末态动能动能. . 例例2:如图质量为如图质量为m的物体从高为的物体从高为h斜面由静止滑斜面由静止滑下下,然后在水平面上滑行一段距离后停下来然后在水平面上滑行一段距离后停下来,已知倾角为已知倾角为,动摩擦因素均为动摩擦因素均为,求物体滑行求物体滑行的距离的距离?h解析：解析
11、：对整个过程应用动能定理对整个过程应用动能定理例例3 3、质量为质量为1 1kgkg物体与水平面间摩擦力为物体与水平面间摩擦力为5 5N,N,在在1010N N水平力作用下由静止开始前进水平力作用下由静止开始前进2 2m m后撤去外力后撤去外力, ,再前进再前进1 1m,m,此时物体仍在运动此时物体仍在运动, ,其速度为多大其速度为多大? ?物物体最终停止运动体最终停止运动, ,其经过的全部位移为多大其经过的全部位移为多大? ? 解答解答 物体所受外力有先后不同情况物体所受外力有先后不同情况, ,本题设第本题设第1 1 段位移为段位移为x x1 1, ,第第2 2段位移为段位移为x x2 2,
12、 ,拉力为拉力为F,F,摩擦力为摩擦力为f,f,则对第则对第1 1、第、第2 2段运动过程段运动过程应用动能定理得应用动能定理得: :：FxFx1 1-f(x-f(x1 1+x+x2 2)= 1/2mv)= 1/2mvt t2 2-0, -0, v vt t=2(Fx=2(Fx1 1-f(x-f(x1 1+x+x2 2) ) =2(10=2(102-52-5(2+1)/1=3.16(m/s).(2+1)/1=3.16(m/s).（2 2）：）：全部位移全部位移: :设撤去外力后直到静止的位移为设撤去外力后直到静止的位移为x x3 3, ,则对全过则对全过程应用动能定理得程应用动能定理得: :F
13、xFx1 1-f(x-f(x1 1+x+x3 3)=0,x)=0,x3 3= 2(m),= 2(m),则全部位移为则全部位移为x x1 1+x+x3 3=(2+2)=4(m).=(2+2)=4(m).动能定理应用（三）：解决变力做功的方法动能定理应用（三）：解决变力做功的方法 一般不直接求功一般不直接求功, ,而是先分析动能变化而是先分析动能变化, ,再由动能定理求功再由动能定理求功. .例例1、质量为、质量为500t的列车，以恒定功率的列车，以恒定功率沿平直轨道行驶，在沿平直轨道行驶，在3min内行驶速度内行驶速度由由45km/h增加到最大速度增加到最大速度54km/h. 求求:机车的功率机
14、车的功率.(g=10m/s2)如如图图所所示示，质质量量为为m的的物物块块从从高高h的的斜斜面面顶顶端端O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v0沿沿斜斜面面滑滑下下，则则停停止止在在水水平平面面的的上上C点点，已已知知，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的的功功为为。（设设物物块块经经过过斜斜面面与水平面交接点处无能量损失）与水平面交接点处无能量损失）例例2、CABmhO解：解：设物块在斜面上克服阻力做的功为设物块在斜面上克服阻力做的功为W1，在在AB或或BC段克服阻力做的功段克服
15、阻力做的功W2由动能定理由动能定理OBmgh-W1W2=0OCmgh-W12W2=0-1/2mv02W1=mgh1/2mv02mgh1/2mv02动能定理的应用（四）动能定理的应用（四）-综合应用综合应用动能定理的优越性和局限性：动能定理的优越性和局限性：1、优越性：、优越性：应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制。所以，凡涉及力及位移，而不涉及力作用的的限制。所以，凡涉及力及位移，而不涉及力作用的时间的动力学问题都可优先用动能定理解决。时间的动力学问题都可优先用动能定理解决。2、局限性：、局限性：只能求出速度的大小，不能确定速度的方向，只能
16、求出速度的大小，不能确定速度的方向，也不能直接计算时间。也不能直接计算时间。3、动能定理与牛顿运动定律的比较：、动能定理与牛顿运动定律的比较：例例1、某某物物体体在在沿沿斜斜面面向向上上的的拉拉力力F作作用用下下，从从光光滑滑斜斜面面的的底底端端运运动动到到顶顶端端，它它的的动动能能增增加加了了EK ，势势能能增增加加了了EP. .则则下下列列说说法法中中正确的是正确的是 ( )( )( (A) ) 拉力拉力F F做的功等于做的功等于EK ；( (B) ) 物体克服重力做的功等于物体克服重力做的功等于EP；( (C) ) 合外力对物体做的功等于合外力对物体做的功等于EK ；( (D) ) 拉力
17、拉力F F做的功等于做的功等于EK+EPBCDF例例2.地面上有一钢板水平放置，它上方地面上有一钢板水平放置，它上方3m处有一钢球质处有一钢球质量量m=1kg，以向下的初速度以向下的初速度v0=2m/s竖直向下运动，假竖直向下运动，假定小球运动时受到一个大小定小球运动时受到一个大小不变的空气阻力不变的空气阻力f=2N，小小球与钢板相撞时无机械能损失，小球最终停止运动时，球与钢板相撞时无机械能损失，小球最终停止运动时，它所经历的路程它所经历的路程X等于等于多少？多少？(g=10m/s2)V0=2m/sh=3m解：解：对象对象小球小球过程过程从开始到结束从开始到结束受力分析受力分析-如图示如图示m
18、gf由动能定理由动能定理例例4.斜斜面面倾倾角角为为，长长为为L，AB段段光光滑滑，BC段段粗粗糙糙，AB=L/3,质质量量为为m的的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C端时速度刚好为零。求物体和端时速度刚好为零。求物体和BC段间的动摩擦因数段间的动摩擦因数。BACL分析分析：以木块为对象，下滑全过程用动能定理：以木块为对象，下滑全过程用动能定理：重力做的功为重力做的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
19、定律律和和运运动动学学方方程程解解题方便得多。题方便得多。例例5如右图所示，水平传送带保持如右图所示，水平传送带保持1m/s的速度运的速度运动。一质量为动。一质量为1kg的物体与传送带间的动摩擦因数为的物体与传送带间的动摩擦因数为0.2。现将该物体无初速地放到传送带上的。现将该物体无初速地放到传送带上的A点，然后点，然后运动到了距运动到了距A点点1m的的B点，则皮带对该物体做的功为点，则皮带对该物体做的功为（）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，速度达到传送带的速时，速度达到传送带的速度度v，由动能定理可知由动能定理可知mgX=1/2mv2
20、解得解得 X=0.25m，说明工件未到达说明工件未到达B点时，速度已达到点时，速度已达到v，所以工件动能的增量为所以工件动能的增量为EK =1/2mv2=0.511=0.5JAAB例例7如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为平均阻力为f设木块离设木块离原点原点S远时开始匀速前进，下列判断正确的是远时开始匀速前进，下列判断正确的是A功功fs量度子弹损失的动能量度子弹损失的动能B功功f（sd）量度子弹损失的动能量度子弹损失的动能C功功fd量度子弹损失的动能量度子弹损失的动能D功功fd量度子弹
21、、木块系统总机械能的损失量度子弹、木块系统总机械能的损失BDSd例例8、一个质点在一个恒力一个质点在一个恒力F作用下由静止作用下由静止开始运动开始运动,速度达到速度达到V,然后换成一个方向然后换成一个方向相反大小为相反大小为3F的恒力作用的恒力作用,经过一段时间经过一段时间后后,质点回到出发点质点回到出发点,求质点回到原出发求质点回到原出发点时的速度点时的速度.练习练习1质量为质量为m的物体从距地面的物体从距地面h高处由静止开始高处由静止开始以加速度以加速度a=g/3竖直下落到地面在这个过程中竖直下落到地面在这个过程中A物体的动能增加物体的动能增加mgh/3B物体的重力势能减少物体的重力势能减少mgh/3C物体的机械能减少物体的机械能减少2mgh/3D物体的机械能保持不变物体的机械能保持不变AC练习练习2被竖直上抛的物体的初速度与回到抛出点时被竖直上抛的物体的初速度与回到抛出点时速度大小之比为速度大小之比为K空气阻力在运动过程中大小不变空气阻力在运动过程中大小不变则重力与空气阻力的大小之比等于则重力与空气阻力的大小之比等于A（K2+1）（）（K2-1）B（K+1）（K-1）CKD1/KA
