人教版高中物理必修二第七章第七节7.7动能和动能定理课件

第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律 我们已经知道，物体由于运动而具有的能叫做动我们已经知道，物体由于运动而具有的能叫做动能，大家猜想一下动能与什么因素有关？能，大家猜想一下动能与什么因素有关？（类比重力势能和弹性势能的学习）（类比重力势能和弹性势能的学习）引导学生引导学生 讨论：讨论：1：质量相同速度大的物体动能就大质量相同速度大的物体动能就大例如：运动具有的能量例如：运动具有的能量2：速度相同质量大的物体动能就大速度相同质量大的物体动能就大例如：质量与动能有关例如：质量与动能有关在整个过程中力在整个过程中力F合合所做的功所做的功 W=F合合l l (1)根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：F合合=m a (2)根据运动学公式：根据运动学公式：v22-v12=2al即：即：l=v22-v12/2a (3)把（把（2）（）（3）两式代入（）两式代入（1）式）式W=m a(v22-v12)/2a也就是：也就是：W=m(v22-v12)/2W=m v22/2-m v12/2问题问题1 1：设物体的质量为：设物体的质量为mm，在与运动方向相同的未知恒，在与运动方向相同的未知恒定外力定外力F F的作用下在光滑水平面上发生一段位移的作用下在光滑水平面上发生一段位移L L，速，速度由度由v v1 1增加到增加到v v2 2，试用牛顿运动定律和运动学公式，推，试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力导出力F F对物体做功与物体动能的关系式。

对物体做功与物体动能的关系式合外力对物体做功合外力对物体做功使物体动使物体动 能增加能增加?Ek mv2物体的质量物体的质量物体的速度物体的速度物体的物体的动能动能1、动能：物体由于运动而具有的能量叫动能动能：物体由于运动而具有的能量叫动能3、动能是、动能是标量标量，单位是焦耳（，单位是焦耳（J）2、公式：、公式：4、物理意义：动能是描述物体运动状态的、物理意义：动能是描述物体运动状态的 物理量，且恒为正值，与物体的质量和物理量，且恒为正值，与物体的质量和 速度大小有关，具有瞬时性速度大小有关，具有瞬时性W合合Ek2Ek1合力做合力做的功的功末态的动能末态的动能初态的初态的动能动能W合合=-mv121 12 2mv221 12 2动能定理：合力对物体所做的功动能定理：合力对物体所做的功 等于物体动能的变化等于物体动能的变化1、合力为动力，即、合力为动力，即W合合，Ek2Ek1，动能增大，动能增大2、合力为阻力，即、合力为阻力，即W合合，Ek2Ek1，动能减小，动能减小3、合力为零或、合力为零或F合合v方向，即方向，即W合合，Ek不变不变特点：提示了外力功与动能改变的因果关系；特点：提示了外力功与动能改变的因果关系；（比较（比较F F合合mama）动能定理是功和能关系的应用之一，动能定理是功和能关系的应用之一，即即W W总总与与E Ek k的关系；的关系；W合合Ek2Ek1适用于低速、宏观，惯性参考系；适用于低速、宏观，惯性参考系；1515题题15.下列说法中正确的有下列说法中正确的有 ()A.运动物体所受的合外力不为零，合外力必做功，运动物体所受的合外力不为零，合外力必做功，物体的动能肯定要变化物体的动能肯定要变化B.运动物体的合外力为零，则物体的动能肯定不变运动物体的合外力为零，则物体的动能肯定不变C.运动物体的动能保持不变，则该物体所受合外力运动物体的动能保持不变，则该物体所受合外力一定为零一定为零D.运动物体所受合外力不为零，则该物体一定做变运动物体所受合外力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能肯定要变化速运动，其动能肯定要变化B动能定理动能定理:牛顿运动定律牛顿运动定律:一架喷气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量m=5.0103kg，起飞过程中，起飞过程中从静止开始滑跑。

当位移达到从静止开始滑跑当位移达到l=5.3102m时，速度时，速度达到起飞速度达到起飞速度v=60m/s在此过程中飞机受到的平在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的均阻力是飞机重量的0.02倍求飞机受到的牵引力求飞机受到的牵引力F合合=F-F阻阻=F-kmg=ma 分别用牛分别用牛顿运动定顿运动定律和动能律和动能定理求解定理求解a2lv2由由 v2v02=2al 得得 由动能定理得由动能定理得由由 得得F=+kmg2lmv2F=+kmg2lmv2W合合=（F-F阻阻）l =（F-kmg）l=mv21 12 2v0=0m/sv=60m/sFfFNG课本例课本例1818题题18.18.如图所示，一质量为如图所示，一质量为2 kg2 kg的铅球从离地面的铅球从离地面2m2m高处自由下落，陷入沙坑高处自由下落，陷入沙坑2cm2cm深处，求沙子对深处，求沙子对铅球的平均阻力铅球的平均阻力.法一：牛顿第二定律法一：牛顿第二定律mH2cmh22020N法二：动能定理（阶段）法二：动能定理（阶段）法三：动能定理（全程）法三：动能定理（全程）特点：提示了外力功与动能改变的因果关系；特点：提示了外力功与动能改变的因果关系；与与F F合合mama比较，又是解决力学问题的新途径。

比较，又是解决力学问题的新途径动能定理是一个状态性的定理，动能定理是一个状态性的定理，不必考虑物体的具体运动过程，可直接得出不必考虑物体的具体运动过程，可直接得出物体的初、末状态的动能与合力做功的关系；物体的初、末状态的动能与合力做功的关系；动能定理是功和能关系的应用之一，动能定理是功和能关系的应用之一，即即W W总总与与E Ek k的关系；的关系；W合合Ek2Ek1适用于低速、宏观，惯性参考系；适用于低速、宏观，惯性参考系；通过动能定理可求解恒力功，也可求解变化功通过动能定理可求解恒力功，也可求解变化功而用牛顿定律涉及运动过程的加速度和时间而用牛顿定律涉及运动过程的加速度和时间所以，动能定理具有状态性所以，动能定理具有状态性1616题题PQO A.mgLcos B.mgL(1-cos)C.FLsin D.FLcos解：注意解：注意F是变力，是变力，F做的功不能用公式做的功不能用公式W=FScos计算，只能用动能定理计算计算，只能用动能定理计算画出小球的受力图如图示：画出小球的受力图如图示：FmgT由动能定理由动能定理 WG+WF=0 WF=-WG=mgL(1-cos)B有解答16.一质量为一质量为m的小球，用长为的小球，用长为L的轻绳悬挂在的轻绳悬挂在O点，点，小球在水平拉力小球在水平拉力F的作用下，从平衡位置的作用下，从平衡位置P点很缓慢地点很缓慢地移动到移动到Q点，如图示，则力做的功为：点，如图示，则力做的功为：(）步骤步骤1、明确研究对象。

明确研究对象2、对研究对象进行受力分析和运动过程分对研究对象进行受力分析和运动过程分析5、求解方程、分析结果、求解方程、分析结果4、确定始、末态的动能确定始、末态的动能根据动能定理列出方程根据动能定理列出方程W合合Ek2-Ek13若涉及到是力、位移、速度关系问题，若涉及到是力、位移、速度关系问题，则确定各力所做的功，求出这些力的功的代则确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和1717题题17.17.如图所示，如图所示，1/41/4圆弧轨道半径圆弧轨道半径R=1mR=1m，一质量，一质量m=2Kgm=2Kg的小滑块自与圆心等高处的的小滑块自与圆心等高处的A A点以点以v vo o=4m/s=4m/s的的初速开始下滑，通过最低点初速开始下滑，通过最低点B B时速度时速度v=3m/sv=3m/s求：弹力、重力、摩擦力做功的大小各是多少求：弹力、重力、摩擦力做功的大小各是多少？0J；20J；27J1919题题19.19.如图中，如图中，AB=AC=HAB=AC=H，开始时绳，开始时绳ACAC处于竖直方处于竖直方向，小车从静止出发在水平路面上运动到向，小车从静止出发在水平路面上运动到B B点时点时速度为速度为v v，在此过程中绳子对挂在井底、质量为，在此过程中绳子对挂在井底、质量为m m的物体做多少功？的物体做多少功？vCBAHH241)12(mvmgH FB21.21.将物体以将物体以60J60J的初动能竖直向上抛出，当它的初动能竖直向上抛出，当它上升至某点上升至某点P P时，动能减为时，动能减为10J10J，克服空气阻力，克服空气阻力做功做功10J10J，若空气阻力大小不变，则物体落回抛，若空气阻力大小不变，则物体落回抛出点的动能为多少。

出点的动能为多少36J2020、2121题题20.20.如图所示，质量为如图所示，质量为m m的物体被用细绳经过光的物体被用细绳经过光滑小孔而牵引在光滑的水平面上做匀速圆周运滑小孔而牵引在光滑的水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值动，拉力为某个值F F时转动半径为时转动半径为R R，当外力逐，当外力逐渐增大到渐增大到6F6F时，物体仍做匀速圆周运动，半径时，物体仍做匀速圆周运动，半径为为R/2.R/2.则外力对物体所做的功为（）则外力对物体所做的功为（）A.0A.0 B.FRB.FRC.3FRC.3FRD.5 FR/2D.5 FR/222.22.总质量为总质量为MM的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为节车厢质量为mm，中途脱节司机发觉时，机车已行，中途脱节司机发觉时，机车已行驶驶L L的距离，于是立即关闭发动机滑行设运动的阻力的距离，于是立即关闭发动机滑行设运动的阻力与质量成正比，机车的牵引力恒定，当列车的两部分与质量成正比，机车的牵引力恒定，当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？都停止时，它们的距离是多少？对末节车厢应用动能定理，有对末节车厢应用动能定理，有解解 ss12设从脱钩开始，前面的部分列车和末节车厢分别行驶了、201vm-M21-=gsm-Mk-FL）（）（-kmgs=-12mv202又整列车匀速运动时，有，则可解得F=kMgs=MLM-m才停止才停止,则两者距离则两者距离 s=s1-s2.对前面部分的列车应对前面部分的列车应用动能定理用动能定理,有有 。