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1、光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11动能和动能定理动能和动能定理褚祝文2021-05-9光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11一一. .能量：能量：能量：一个物体可以能量：一个物体可以对其它物体做功，其它物体做功，我我们就就说这个物体具有能量。个物体具有能量。通常有：通常有：动能、重力能、重力势能、能、弹性性势能、能、电能和化学能等。能和化学能等。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11动能： 思索思索1 1：从斜面上滚下的钢球，能推进放：从斜面上滚下的钢球，能推进放在粗糙程度面上的木块，这阐明什么？在粗糙程度面上的木块，这阐明什么？
2、光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11动能： 思索思索2 2：从斜面上滚下的钢球，质量大钢：从斜面上滚下的钢球，质量大钢球能推进放在粗糙程度面上的木块越远，这球能推进放在粗糙程度面上的木块越远，这阐明什么？阐明什么？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11动能： 思索思索3 3：从斜面上滚下的钢球，假设把在：从斜面上滚下的钢球，假设把在斜面的高度斜面的高度h h增大，钢球能推进放在粗糙程度增大，钢球能推进放在粗糙程度面上的木块越远，这阐明什么？面上的木块越远，这阐明什么？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11动能动能1 物体的动能跟其速
3、度速度有关。物体的动能跟其速度速度有关。2 物体的物体的动能能还与其与其质量的大小有关。量的大小有关。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11思绪导引思绪导引2 他能运用所学的知识来阐明问题他能运用所学的知识来阐明问题吗？吗？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11思绪导引思绪导引 使物体速度发生变化的根本缘由是由使物体速度发生变化的根本缘由是由于物体遭到力的作用而发生了位移。在前于物体遭到力的作用而发生了位移。在前面几章的学习中，学生曾经知道，用牛顿面几章的学习中，学生曾经知道，用牛顿第二定律和运动学公式可以把力学量与运第二定律和运动学公式可以把力学量与运
4、动量联络起来。动量联络起来。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11构成研讨的课题构成研讨的课题给物体施加一个恒力给物体施加一个恒力F，使物体做匀加，使物体做匀加速直线运动，在物体发生位移速直线运动，在物体发生位移l的过程中，的过程中，物体与地面摩擦力为物体与地面摩擦力为f，合外力对物体做了，合外力对物体做了功功W，物体的速度由，物体的速度由V1变为变为V2 。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11请他动动手请他动动手把把F F和和l l的表达式代入的表达式代入 得：得：根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：由运动学公式：由运动学公式：光明新区高级中学光明新
5、区高级中学2013年上学期制作 11请他想一想请他想一想 这个推导结果，阐明了什么问题这个推导结果，阐明了什么问题？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11信息快递信息快递从结果从结果 可以看出：可以看出：第一，式中第一，式中 与与V有关，因此它与动能有关，因此它与动能有关。第二，始末两态的有关。第二，始末两态的 之差与功之差与功相等，而功是能量变化的量度。因此可见，相等，而功是能量变化的量度。因此可见，我们可以把我们可以把 定义为物体的动能。定义为物体的动能。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11二二. .动能定理动能定理 光明新区高级中学光明新区高级中
6、学2013年上学期制作 11信息快递信息快递 我们把我们把 叫做动能定理叫做动能定理 。21222121mvmvW- -= =光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11请他回答请他回答 1动能定理具有什么物理意义？动能定理具有什么物理意义？ 2动能是标量还是矢量？动能是标量还是矢量？ 3动能形状量还是过程量？动能形状量还是过程量？ 4动能的单位是什么？动能的单位是什么？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11过过程量程量程量程量用来描画一段用来描画一段用来描画一段用来描画一段时间时间或一段空或一段空或一段空或一段空间变间变化的物理量。化的物理量。化的物理量。化
7、的物理量。 如：如：如：如：时间时间t t、位移、位移、位移、位移s s、平均速度、平均速度、平均速度、平均速度v v平、功平、功平、功平、功WW等等等等形状量形状量形状量形状量用来描画某一用来描画某一用来描画某一用来描画某一时时辰或某一位置上的物理量。辰或某一位置上的物理量。辰或某一位置上的物理量。辰或某一位置上的物理量。 如：如：如：如：时时辰辰辰辰t t、速度、速度、速度、速度v v、加速度、加速度、加速度、加速度a a、能量、能量、能量、能量E E等等等等【阐阐明】明】明】明】1. 1.动动能的表达式：能的表达式：能的表达式：能的表达式：2.动能是能是标量，量，SI制中，制中，单位位为
8、：焦耳：焦耳J 1kgm2/s2=1kgm/s2m =1Nm=1J 3.动能是形状量。能是形状量。4.动能具有相能具有相对性：性： 其大小与参考系其大小与参考系选取有关。通常取有关。通常选地面地面为参考系。参考系。 光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11请他回答请他回答1假假设做功做功过程中，程中，对应一个曲一个曲线运运动的途径，的途径，动能定理能定理还成立成立吗？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11三三. .动能定理的运用动能定理的运用 光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11 例例1一架一架喷气式气式飞机，机，质量量m=5.010
9、3Kg，起，起飞过程中从静止开程中从静止开场滑滑跑。当位移到达跑。当位移到达l=5.0102m时，速度到，速度到达起达起飞速度速度v=60m/s。在。在此此过程中程中飞机的平均阻机的平均阻力是力是飞机分量的机分量的0.02倍。倍。求求飞机遭到的机遭到的牵引力。引力。1.9104 N 光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11请他回答请他回答 1用动能定了解题的普通步骤是用动能定了解题的普通步骤是怎样的？怎样的？ 2求解此求解此题后有什么启示？后有什么启示？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11运用动能定了解题的步骤：运用动能定了解题的步骤：1明确研讨对象及所
10、研讨的物理过程。明确研讨对象及所研讨的物理过程。2对研讨对象进展受力分析，并确定各力所对研讨对象进展受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和。做的功，求出这些力的功的代数和。3确定始、末态的动能。未知量用符号表确定始、末态的动能。未知量用符号表示，根据动能定理列出方程。留意方程左边示，根据动能定理列出方程。留意方程左边是外力的总功，右边是末动能减初动能。假设是外力的总功，右边是末动能减初动能。假设末动能为零，可以用末动能为零，可以用0表示。表示。4求解方程、分析结果求解方程、分析结果光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11信息快递信息快递1由于动能定理不涉及物体运
11、动由于动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它处过程中的加速度和时间，因此用它处置问题时比较方便。置问题时比较方便。2外力做功可正可外力做功可正可负。假。假设外力外力做正功，那么物体的做正功，那么物体的动能添加；外力能添加；外力做做负功功时，物体的，物体的动能减少。能减少。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11 例例2一辆质量为一辆质量为m、速度为、速度为v0的汽车在封锁发动机后于程度地的汽车在封锁发动机后于程度地面上滑行了间隔面上滑行了间隔 l后停了下来。试后停了下来。试求汽车遭到的阻力。求汽车遭到的阻力。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作
12、11请他回答请他回答 做功的过程是一个能量从一种方做功的过程是一个能量从一种方式转化为另一种方式的过程，或从一式转化为另一种方式的过程，或从一个物体转移到另一个物体的过程。在个物体转移到另一个物体的过程。在上面的例题中，阻力做功，汽车的动上面的例题中，阻力做功，汽车的动能到哪里去了？能到哪里去了？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11 例例3. 质量量为50kg的游泳运的游泳运发动，从，从离水离水10m高的跳台上以高的跳台上以4m/s的速度跳的速度跳出。求：出。求： 运运发动起跳起跳时做了多少功？做了多少功？ 他入水他入水时的速度是多少？不的速度是多少？不计空气阻力，空气阻力，g取取10m/s2400Nm/s光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11四、布置作业四、布置作业 光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11 【请您谈谈】【请您谈谈】 学学了了这这些些内内容容，他他有有什什么么领领会会？请请他举例阐明？他举例阐明？
