高中物理 第7章 機(jī)械能守恒定律 第7節(jié) 動能和動能定理課件 新人教版必修2.ppt

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成才之路 物理 路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索 人教版 必修2 機(jī)械能守恒定律 第七章 第七節(jié)動能和動能定理 第七章 1 定義 物體由于 而具有的能叫動能 2 表達(dá)式 Ek 3 單位 與功的單位相同 國際單位 1kg m2 s2 1N m 1J4 標(biāo)矢性動能是 只有大小 并且是狀態(tài)量 動能 運(yùn)動 焦耳 J 標(biāo)量 1 定理內(nèi)容力在一個過程中對物體所做的功 等于物體在這個過程中 的變化 動能定理 動能 初動能 末動能 合外力 代數(shù)和 3 適用范圍動能定理的研究對象是單個物體 或者是可以看成單一物體的物體系 1 動能定理既適用于恒力做功 也適用于 做功 2 動能定理既適用于直線運(yùn)動 也適用于 運(yùn)動 4 功能關(guān)系 1 合力做正功 物體動能 其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能 2 合力做負(fù)功 物體動能 動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 變力 曲線 增加 減少 一 對動能的理解1 相對性 選取不同的參考系 物體的速度不同 動能也不同 一般以地面為參考系 2 狀態(tài)量 動能是表征物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量 與物體的運(yùn)動狀態(tài) 或某一時刻的速度 相對應(yīng) 3 標(biāo)量性 只有大小 沒有方向 只有正值 沒有負(fù)值 4 瞬時性 動能具有瞬時性 與某一時刻或某一位置的速率相對應(yīng) 特別提醒 物體速度變化 如速度的大小不變 方向變化 則物體的動能不一定變化 而動能變化 則速度一定變化 二 對動能定理的理解1 表達(dá)式的理解 1 公式W Ek2 Ek1中W是合外力做的功 不是某個力做的功 W可能是正功 也可能是負(fù)功 2 Ek2 Ek1分別是末動能和初動能 Ek2可能大于Ek1 也可能小于Ek1 2 W的求法動能定理中的W表示的是合外力的功 可以應(yīng)用W F合 lcos 僅適用于恒定的合外力 計算 還可以先求各個力的功再求其代數(shù)和 W W1 W2 Wn 3 動能定理公式中等號的意義 1 數(shù)量關(guān)系 即合外力所做的功與物體動能的變化具有等量代換關(guān)系 可以通過計算物體動能的變化 求合力的功 進(jìn)而求得某一力的功 2 單位相同 國際單位都是焦耳 3 因果關(guān)系 合外力的功是物體動能變化的原因 4 適用范圍動能定理應(yīng)用廣泛 直線運(yùn)動 曲線運(yùn)動 恒力做功 變力做功 同時做功 分段做功等各種情況均適用 特別提醒 1 動能定理說明了外力對物體所做的總功和動能變化間的一種因果關(guān)系和數(shù)量關(guān)系 不可理解為功轉(zhuǎn)變成了物體的動能 而是意味著 功引起物體動能的變化 即物體動能的變化是通過外力做功的過程來實現(xiàn)的 2 動能定理中的位移和速度必須是相對于同一個參考系的 一般以地面或相對地面靜止的物體為參考系 答案 C 解析 物體做曲線運(yùn)動 速度方向變化 加速度不為零 合外力不為零 選項A錯誤 速率不變 動能不變 由動能定理知 合外力做功為零 支持力始終不做功 重力做正功 所以重力做的功與阻力做的功代數(shù)和為零 但重力和阻力的合力不為零 選項C正確 選項B D錯誤 三 動能定理的應(yīng)用1 應(yīng)用動能定理解題的步驟 1 確定研究對象和研究過程 研究對象一般為單個物體或相對靜止的物體組成的系統(tǒng) 2 對研究對象進(jìn)行受力分析 注意哪些力做功哪些力或不做功 3 確定合外力對物體做的功 注意功的正負(fù) 4 確定物體的初 末動能 注意動能增量是末動能減初動能 5 根據(jù)動能定理列式 求解 特別提醒 應(yīng)用動能定理解題 關(guān)鍵是對研究對象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動過程分析 并畫出物體運(yùn)動過程的草圖 借助草圖理解物理過程和各量關(guān)系 有些力在物體運(yùn)動全過程中不是始終存在的 在計算外力做功時更應(yīng)引起注意 2 動能定理與牛頓定律解題的比較兩種思路對比可看出應(yīng)用動能定理解題不涉及加速度 時間 不涉及矢量運(yùn)算 運(yùn)算簡單 不易出錯 答案 C 對動能及動能定理的理解 解析 力是改變物體速度的原因 物體做變速運(yùn)動時 合外力一定不為零 但合外力不為零時 做功可能為零 動能可能不變 A B錯誤 物體合外力做功 它的動能一定變化 速度也一定變化 C正確 物體的動能不變 所受合外力做功一定為零 但合外力不一定為零 D錯誤 答案 C 答案 45050 動能定理的初步應(yīng)用 點評 動能定理反映了合力做功與初 末狀態(tài)動能變化量之間的關(guān)系 由于初 末動能與初 末速度對應(yīng) 因而利用動能定理可方便地求解初 末狀態(tài)的速度 答案 A 用動能定理解決變力做功問題 1 小船從A點運(yùn)動到B點的全過程克服阻力做的功Wf 2 小船經(jīng)過B點時的速度大小v1 點評 由于電動機(jī)的功率恒定 故電機(jī)做功可以用W Pt來計算 在這種情況下 牽引力是不斷變化的 答案 2900J 用動能定理處理多過程問題 答案 1 2J 2 35N 3 2 77m 點評 1 應(yīng)用動能定理解決多過程問題時 要根據(jù)題目所求解的問題選取合適的過程 可以分過程 也可以整過程一起研究 2 在運(yùn)動過程中 物體受到的某個力可能是變化的或分階段存在的 應(yīng)用動能定理列式時要注意這種力做功的表達(dá)方式 探究 應(yīng)用 1 如果雞蛋不被摔壞 直接撞擊地面速度最大不能超過多少 2 如果使用該裝置 雞蛋夾放的位置離裝置下端的距離x至少為多少 小數(shù)點后面保留兩位數(shù)字 答案 A 易錯分析 由于AB BC所以誤認(rèn)為從A到B和從B到C的過程中F做的功相等 選A 正確解答 由動能定理得 EkB EkA WAB EkC EkB WBC 由于物體所受的重力和支持力不做功 因此合外力做的功就等于拉力所做的功 由幾何關(guān)系可知 從A運(yùn)動到B的過程中 力F作用點的位移大于從B到C過程中的力F作用點的位移 因此WAB WBC 選項A B錯誤 C正確 由于物體的初動能不確定 選項D錯誤 正確答案 C 點評 因為很多同學(xué)認(rèn)為AB BC 而F是恒力 則從A到B和從B到C過程中F所做的功相等 錯誤原因在于 張冠李戴 本題中豎直向下的力F是恒力 但物體所受的拉力并非恒力 方向變化 物體的位移相等而力F作用點的位移并不相等