高中物理 7.7《動能和動能定理》課件 新人教版必修2.ppt

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第七章 機械能守恒定律 第7節(jié) 動能和動能定理 1 知道動能的符號 單位和表達式 會根據(jù)動能的表達式計算運動物體的動能 2 能用牛頓第二定律和運動學公式導出動能定理 理解動能定理的物理意義 3 會用動能定理處理單個物體的有關問題 領會運用動能定理解題的優(yōu)越性 4 知道動能定理也可用于變力做功與曲線運動的情景 能用動能定理計算變力所做的功 首先通過給學生看一些有關動能能量的視頻和照片 讓他們對動能的概念及動能與哪些因素有關都有了一個初步的認識 接著利用牛頓第二定律推導動能定理 再類比重力勢能 彈性勢能的定義 給出物體動能的定義 用牛頓第二定律推導動能定理是本節(jié)課的重點 可以讓學生自己去推導 再引導學生進行類比分析中認識到動能是標量 動能是狀態(tài)量 而功是過程量 力在一個過程中做的功等于物體在這個過程中動能的變化 動能 物體由于運動而具有的能量 動能的表達式到底是怎樣的 探究動能的表達式 物體的質(zhì)量為m 在恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移l 速度由v1增加到v2 如圖所示 水平面光滑 推導出力F對物體做功的表達式 已知量 v1 v2和m v1 v2 根據(jù)牛頓第二定律F ma 4 說明 1 動能是標量 只有大小沒有方向 2 動能只有正值 沒有負值 3 動能是狀態(tài)量 動能與瞬時速度的大小相對應 4 動能具有相對性 一 動能的表達式 1 定義 物體由于運動而具有的能量叫做動能 2 表達式 3 單位 焦 J 動能的表達式 合力在一個過程中對物體所做的功 等于物體在這個過程中動能的變化 這個結(jié)論叫做動能定理 二 動能定理 1 合力做的功 2 所有力做功的代數(shù)和 合力做的功 末狀態(tài)動能 初狀態(tài)動能 對應著一個過程 這一過程始末狀態(tài)動能的變化量 同一過程 1 當合力對物體做正功時 物體動能如何變化 2 當合力對物體做負功時 物體動能如何變化 物體動能增加 物體動能減少 應用動能定理解題的步驟 1 明確研究對象及所研究的物理過程 2 對研究對象進行受力分析 并確定各力所做的功 求出所有力的總功 4 求解方程 分析結(jié)果 FN 例1 一架噴氣式飛機 質(zhì)量m 1 104kg 當起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為l 5 102m時 達到起飛速度v 60m s 在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的k倍 k 0 02 求飛機受到的牽引力 G f F 解 常規(guī)方法 動能定理法 例2 一輛質(zhì)量為m 速度為v0的汽車 關閉發(fā)動機后在水平地面滑行了距離l后停下來 試求汽車受到的阻力 動能定理不涉及物體運動過程中的加速度和時間 而只與物體的初末狀態(tài)有關 因此用它處理問題有時比較方便 應用動能定理的優(yōu)點 動能定理對應的是一個過程 只涉及物體初 末狀態(tài)的動能和整個過程合力做的總功 無需關心中間運動過程的細節(jié) 而且功和動能都是標量無方向性 計算方便 因此當題目中不涉及a和t 而涉及f l m v W Ek等物理量時 優(yōu)先考慮使用動能定理 適用范圍廣泛 恒力做功 變力做功都可以適用物體做直線運動 曲線運動也都可以適用 1 一個小球從高處自由落下 則球在下落過程中的動能 A 與它下落的距離成正比B 與它下落距離的平方成正比C 與它運動的時間成正比D 與它運動時間的平方成正比 AD 2 如圖所示是滑道壓力測試的示意圖 光滑圓弧軌道與光滑斜面相切 滑道底部B處安裝一個壓力傳感器 其示數(shù)N表示該處所受壓力的大小 某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑 通過B時 下列表述正確的有 A N小于滑塊重力B N大于滑塊重力C N越大表明h越大D N越大表明h越小 BC 3 汽車在水平的高速公路上做勻加速直線運動 通過100m的距離后 速度由10m s增加到30m s 汽車的質(zhì)量為2 103kg 汽車前進時所受的阻力為車重的0 02倍 求汽車牽引力所做的功以及牽引力的大小 8 4 105J 8 4 103N 4 質(zhì)量為8g的子彈以400m s的速度水平射入厚度為5cm的鋼板 射出后的速度為100m s 求子彈克服阻力所做的功以及子彈受到的平均阻力 600J 1 2 104N