（浙江專(zhuān)用）2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7 動(dòng)能和動(dòng)能定理課件 新人教版必修2.ppt

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1、7 動(dòng)能和動(dòng)能定理,第七章 機(jī)械能守恒定律,內(nèi)容索引,,自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),自主預(yù)習(xí),一、動(dòng)能 1.定義：物體由于 而具有的能. 2.表達(dá)式：Ek＝_____. 3.單位：與 的單位相同，國(guó)際單位為 ，符號(hào)為 . 4.標(biāo)矢性：動(dòng)能是 量，只有 沒(méi)有方向.,運(yùn)動(dòng),功,焦耳,J,標(biāo),大小,二、動(dòng)能定理 1.內(nèi)容：力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中_____ . 2.表達(dá)式：W＝_____________. 3.適用范圍：既適用于 做功，也適用于 做功；既適用于 運(yùn)動(dòng)，也適用于

2、運(yùn)動(dòng).,動(dòng)能,的變化,恒力,變力,直線,曲線,答案,即學(xué)即用 1.判斷下列說(shuō)法的正誤 (1)某物體的速度加倍，它的動(dòng)能也加倍.( ) (2)兩質(zhì)量相同的物體，動(dòng)能相同，速度一定相同.( ) (3)物體的速度改變，動(dòng)能一定變化.( ) (4)合外力做功不等于零，物體的動(dòng)能一定變化.( ) (5)物體的速度發(fā)生變化，合外力做功一定不等于零.( ) (6)物體的動(dòng)能增加，合外力做正功.( ),,,,√,,√,答案,2.一個(gè)質(zhì)量為0.1 kg的球在光滑水平面上以5 m/s 的速度勻速運(yùn)動(dòng)，與豎直墻壁碰撞以后以原速率被彈回，若以初速度方向?yàn)檎较?，則小球碰墻前后速度的變化為_(kāi)_______，動(dòng)能的變化為

3、___.,－10 m/s,0,重點(diǎn)探究,,一、動(dòng)能,讓鐵球從光滑的斜面上由靜止?jié)L下，與木塊相 碰，推動(dòng)木塊做功.(如圖所示) (1)讓同一鐵球從不同的高度由靜止?jié)L下，可以 看到：高度大時(shí)鐵球把木塊推得遠(yuǎn)，對(duì)木塊做的功多. (2)讓質(zhì)量不同的鐵球從同一高度由靜止?jié)L下，可以看到：質(zhì)量大的鐵球把木塊推得遠(yuǎn)，對(duì)木塊做的功多. 以上兩個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明動(dòng)能的影響因素有哪些？,導(dǎo)學(xué)探究,答案,答案 由于鐵球從同一光滑斜面上由靜止?jié)L下，加速度均為gsin θ，由v2＝2ax和x＝ 得知，鐵球到達(dá)水平面時(shí)的速度由h決定.同一鐵球從不同高度由靜止?jié)L下，高度大的到達(dá)水平面時(shí)的速度大，把木塊推得遠(yuǎn)，對(duì)木塊做功多，故動(dòng)能的影

4、響因素有速度；質(zhì)量不同的鐵球從同一高度由靜止?jié)L下，到達(dá)水平面時(shí)的速度相等，質(zhì)量大的鐵球?qū)δ緣K做功多，說(shuō)明動(dòng)能的影響因素有質(zhì)量.,1.對(duì)動(dòng)能的理解 (1)動(dòng)能是標(biāo)量，沒(méi)有負(fù)值，與物體的速度方向無(wú)關(guān). (2)動(dòng)能是狀態(tài)量，具有瞬時(shí)性，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(或某一時(shí)刻的速度)相對(duì)應(yīng). (3)動(dòng)能具有相對(duì)性，選取不同的參考系，物體的速度不同，動(dòng)能也不同，一般以地面為參考系. 2.動(dòng)能變化量ΔEk 物體動(dòng)能的變化量是末動(dòng)能與初動(dòng)能之差，即ΔEk＝ mv22－ mv12，若ΔEk>0，則表示物體的動(dòng)能增加，若ΔEk<0，則表示物體的動(dòng)能減少.,知識(shí)深化,例1 下列關(guān)于動(dòng)能的說(shuō)法正確的是 A.兩個(gè)物體中，速度大

5、的動(dòng)能也大 B.某物體的速度加倍，它的動(dòng)能也加倍 C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)能保持不變 D.某物體的動(dòng)能保持不變，則速度一定不變,答案,解析,√,解析 動(dòng)能的表達(dá)式為Ek＝ mv2，即物體的動(dòng)能大小由質(zhì)量和速度大小共同決定，速度大的物體的動(dòng)能不一定大，故A錯(cuò)誤； 速度加倍，它的動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的4倍(物體的質(zhì)量不變)，故B錯(cuò)誤； 只要速度大小保持不變，物體的動(dòng)能就不變，故C正確，D錯(cuò)誤.,,二、動(dòng)能定理,1.動(dòng)能定理的推導(dǎo)：如圖1所示，物體僅在水平恒力F的作用下向前運(yùn)動(dòng)了一段距離l，速度由v1增加到v2.,圖1,2.對(duì)動(dòng)能定理的理解,②W表示這個(gè)過(guò)程中合外力做的功，它等于各力做功的代數(shù)和.,(2)

6、物理意義：動(dòng)能定理指出了合外力對(duì)物體所做的總功與物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系，即若合外力做正功，物體的動(dòng)能增加，若合外力做負(fù)功，物體的動(dòng)能減少，做了多少功，動(dòng)能就減少多少. (3)實(shí)質(zhì)：動(dòng)能定理從能量變化的角度反映了力改變運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)時(shí)，在空間上的累積效果.,答案,例2 下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體的合外力做功和動(dòng)能、速度變化的關(guān)系，正確的是 A.物體做變速運(yùn)動(dòng)，合外力一定不為零，動(dòng)能一定變化 B.若合外力對(duì)物體做功為零，則合外力一定為零 C.物體的合外力做功，它的速度大小一定發(fā)生變化 D.物體的動(dòng)能不變，所受的合外力必定為零,解析,解析 力是改變物體速度的原因，物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力一定不為零，但合外力不為零

7、時(shí)，做功可能為零，動(dòng)能可能不變，A、B錯(cuò)誤. 物體的合外力做功，它的動(dòng)能一定變化，速度大小也一定變化，C正確. 物體的動(dòng)能不變，所受合外力做功一定為零，但合外力不一定為零，D錯(cuò)誤.,√,,三、動(dòng)能定理的應(yīng)用,例3 如圖2所示，物體在距離斜面底端5 m處由靜止開(kāi)始下滑，然后滑上與斜面平滑連接的水平面，若物體與斜面及水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.4，斜面傾角為37.求物體能在水平面上滑行的距離.(sin 37＝0.6，cos 37＝0.8),圖2,答案 3.5 m,答案,解析,解析 對(duì)物體在斜面上和水平面上受力分析如圖所示. 方法一 分過(guò)程列方程：設(shè)物體滑到斜面底端時(shí)的速度為v，物體下滑階段 FN1＝

8、mgcos 37， 故Ff1＝μFN1＝μmgcos 37. 由動(dòng)能定理得：,設(shè)物體在水平面上滑行的距離為l2， 摩擦力Ff2＝μFN2＝μmg 由動(dòng)能定理得：,聯(lián)立以上各式可得l2＝3.5 m. 方法二 全過(guò)程列方程： 由動(dòng)能定理得： mgl1sin 37－μmgcos 37l1－μmgl2＝0 得：l2＝3.5 m.,應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟： (1)選取研究對(duì)象(通常是單個(gè)物體)，明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程. (2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，明確各力做功的情況，求出外力做功的代數(shù)和. (3)明確物體在初、末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1、Ek2. (4)列出動(dòng)能定理的方程W＝Ek2－Ek1，結(jié)合其他必要的解題方

9、程求解.,答案,針對(duì)訓(xùn)練 一列車(chē)的質(zhì)量是5.0105 kg，在平直的軌道上以額定功率3 000 kW加速行駛，當(dāng)速率由10 m/s加速到所能達(dá)到的最大速率30 m/s時(shí)，共用了2 min，設(shè)列車(chē)所受阻力恒定，則： (1)列車(chē)所受的阻力多大？,解析,答案 1.0105 N,解析 列車(chē)以額定功率加速行駛時(shí)，其加速度在減小，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，速度最大，此時(shí)有P＝Fv＝Ff vmax,答案,(2)這段時(shí)間內(nèi)列車(chē)前進(jìn)的距離是多少？,解析,答案 1 600 m,解析 這段時(shí)間牽引力做功WF＝Pt，設(shè)列車(chē)前進(jìn)的距離為s，則由動(dòng)能定 理得Pt－Ff s＝ mv max2－ mv02 代入數(shù)值解得s＝1 60

10、0 m.,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(對(duì)動(dòng)能的理解)下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系，正確的是 A.物體(質(zhì)量不變)的速度發(fā)生變化，則動(dòng)能一定發(fā)生變化 B.物體(質(zhì)量不變)動(dòng)能發(fā)生變化，則速度一定發(fā)生變化 C.物體(質(zhì)量不變)的動(dòng)能不發(fā)生變化，物體所受合力一定是零 D.物體(質(zhì)量不變)在合力作用下做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則動(dòng)能在這段過(guò)程 中的變化量一定不為零,√,答案,1,2,3,4,5,2.(對(duì)動(dòng)能定理的理解)有一質(zhì)量為m的木塊，從半徑為r的圓弧曲面上的a點(diǎn)滑向b點(diǎn)，如圖3所示.如果由于摩擦使木塊的運(yùn)動(dòng)速率保持不變，則以下敘述正確的是 A.木塊所受的合外力為零 B.因木塊所受的力都不對(duì)其

11、做功，所以合外力做的功為零 C.重力和摩擦力的合力做的功為零 D.重力和摩擦力的合力為零,答案,解析,√,圖3,1,2,3,4,5,解析 木塊做曲線運(yùn)動(dòng)，速度方向變化，加速度不為零，故合外力不為零，A錯(cuò)； 速率不變，動(dòng)能不變，由動(dòng)能定理知，合外力做的功為零，而支持力始終不做功，重力做正功，所以重力做的功與摩擦力做的功的代數(shù)和為零，但重力和摩擦力的合力不為零，C對(duì)，B、D錯(cuò).,1,2,3,4,5,3.(動(dòng)能定理的應(yīng)用)一輛汽車(chē)以v1＝6 m/s的速度沿水平路面行駛時(shí)，急剎車(chē)后能滑行x1＝3.6 m，如果以v2＝8 m/s的速度行駛，在同樣的路面上急剎車(chē)后滑行的距離x2應(yīng)為,答案,解析,A.6.4

12、 m B.5.6 m C.7.2 m D.10.8 m,√,1,2,3,4,5,解析 急剎車(chē)后，車(chē)只受摩擦力的作用，且兩種情況下摩擦力的大小是相同的，汽車(chē)的末速度皆為零，故：,1,2,3,4,5,4.(動(dòng)能定理的應(yīng)用)(2018東陽(yáng)中學(xué)期中考試)如圖4所示，質(zhì)量為0.1 kg的小物塊在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飛離桌面，最終落在水平地面上，已知物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，桌面高0.45 m，若不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2，則,答案,解析,圖4,A.小物塊的初速度是5 m/s B.小物塊的水平射程為1.2 m C.小物塊在桌面上克服摩擦力做8 J的功 D.小

13、物塊落地時(shí)的動(dòng)能為0.9 J,√,1,2,3,4,5,解析 由動(dòng)能定理得：,解得：v0＝7 m/s，Wf＝μmgx＝2 J，A、C錯(cuò)誤.,1,2,3,4,5,5.(動(dòng)能定理的應(yīng)用)半徑R＝1 m的 圓弧軌道下端與一光滑水平軌道連接，水平軌道離地面高度h＝1 m，如圖5所示，有一質(zhì)量m＝1.0 kg的小滑塊自圓軌道最高點(diǎn)A由靜止開(kāi)始滑下，經(jīng)過(guò)水平軌道末端B時(shí)速度為4 m/s，滑塊最終落在地面上，g取10 m/s2，試求：,答案,解析,圖5,(1)不計(jì)空氣阻力，滑塊落在地面上時(shí)速度的大?。?答案 6 m/s,1,2,3,4,5,解析 從B點(diǎn)到地面這一過(guò)程，只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理有mgh＝ mv2－ mvB2，,代入數(shù)據(jù)解得v＝6 m/s.,1,2,3,4,5,(2)滑塊在軌道上滑行時(shí)克服摩擦力做的功.,答案,解析,圖5,答案 2 J,解析 設(shè)滑塊在軌道上滑行時(shí)克服摩擦力做的功為Wf，對(duì)A到B這一過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理有mgR－Wf＝ mvB2－0，,解得Wf＝2 J.,1,2,3,4,5,