2013高中物理 7-7 動(dòng)能和動(dòng)能定理同步課件 新人教版必修2

1、第七節(jié)　動(dòng)能和動(dòng)能定理,1．知道動(dòng)能的定義、表達(dá)式、單位及特點(diǎn)．2．理解動(dòng)能定理．3．會(huì)應(yīng)用動(dòng)能定理解決問題．,一、動(dòng)能1．定義：物體由于 而具有的能．2．表達(dá)式：.3．單位：與功的單位相同，國(guó)際單位為 ．1 J＝＝ .,焦耳,1_N·m,1_kg·m2/s2,運(yùn)動(dòng),4．物理量特點(diǎn)(1)動(dòng)能是量，具有瞬時(shí)性，物體在某一狀態(tài)的動(dòng)能由物體的質(zhì)

2、量和該狀態(tài)下物體的速度共同決定．(2)物體的動(dòng)能具有，由于對(duì)不同的參考系，同一物體的瞬時(shí)速度有不同值，所以在同一狀態(tài)下物體的動(dòng)能也有不同值．一般地如無(wú)特別說(shuō)明，物體的動(dòng)能均是相對(duì)的．(3)動(dòng)能是，只有大小沒有方向，動(dòng)能沒有負(fù)值，與物體的速度方向無(wú)關(guān)．,狀態(tài),相對(duì)性,地面,標(biāo)量,二、動(dòng)能定理1．動(dòng)能定理的推導(dǎo)(1)建立情景如圖所示，質(zhì)量為m的物體，在恒力F作用下，經(jīng)位移l后，速度由v1增加到v2.,Fl,ma,2．

3、內(nèi)容：合外力在一個(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．,動(dòng)能的變化,Ek2－Ek1,說(shuō)明：①式中W為 ，它等于各力做功的．②如果外力做正功，物體的 ，外力做負(fù)功，物體的．4．適用范圍：不僅適用于 做功和 運(yùn)動(dòng)，也適用于 做功和 運(yùn)動(dòng)情況．,合力的功,代數(shù)和,動(dòng)能增加,動(dòng)能減少,恒力,直線,變力,曲線,在同一高度以相同的速率將手中的小球以上拋、下拋、平

4、拋三種不同方式拋出，落地時(shí)速度、動(dòng)能是否相同？提示：重力做功相同，動(dòng)能改變量相同，末動(dòng)能、末速度大小相同，但末速度方向不同．,(5)動(dòng)能定理不僅描述了功和動(dòng)能增量之間的等值關(guān)系，還體現(xiàn)了它們之間的因果關(guān)系，也就是說(shuō)力對(duì)物體做功是引起物體動(dòng)能變化的原因，合外力做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是其他形式的能與動(dòng)量相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程，轉(zhuǎn)化了多少由合外力做了多少功來(lái)度量．【特別提醒】動(dòng)能定理應(yīng)用中所針對(duì)的一般為單個(gè)物體，且物體要在慣性參考系中運(yùn)動(dòng)．,二、動(dòng)能定

5、理的應(yīng)用及其優(yōu)越性1．動(dòng)能定理與牛頓定律解題的比較,兩種思路對(duì)比可以看出應(yīng)用動(dòng)能定理解題不涉及加速度、時(shí)間，不涉及矢量運(yùn)算，運(yùn)算簡(jiǎn)單不易出錯(cuò)．,2．應(yīng)用動(dòng)能定理的優(yōu)越性(1)物體由初始狀態(tài)到末狀態(tài)的過(guò)程中，物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)軌跡、做功的力是變力還是恒力等諸多因素都可以不予考慮，使分析簡(jiǎn)化．(2)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律時(shí)，涉及的有關(guān)物理量比較多，對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的細(xì)節(jié)也要仔細(xì)研究，而應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮合外力做功和初、末兩個(gè)狀態(tài)的

6、動(dòng)能，并且可以把不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程合并為一個(gè)全過(guò)程來(lái)處理．(3)一般情況下，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律能夠求解的問題，用動(dòng)能定理也可以求解，并且更為簡(jiǎn)捷．,3．應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟(1)確定研究對(duì)象和研究過(guò)程．(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析．(研究對(duì)象以外的物體施于研究對(duì)象的力都要分析，含重力)(3)寫出該過(guò)程中合外力做的功，或分別寫出各個(gè)力做的功(注意功的正負(fù))．如果研究過(guò)程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個(gè)階段做的功．

7、(4)寫出物體的初、末動(dòng)能．(注意動(dòng)能增量是末動(dòng)能減初動(dòng)能)(5)按照動(dòng)能定理列式求解．,【特別提醒】(1)功的計(jì)算公式W＝Flcos α只能求恒力做的功，不能求變力的功，而由動(dòng)能定理知，只要求出物體的動(dòng)能變化ΔEk＝Ek2－Ek1，就可以間接求得變力做的功．(2)列方程時(shí)等號(hào)的左邊是合外力做的功，右邊是動(dòng)能的增量.,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．如果物體所受的合力為零，那么合力對(duì)物體做的功一定

8、為零B．如果合力對(duì)物體做的功為零，則合力一定為零,C．物體在合力作用下做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則動(dòng)能在一段過(guò)程中變化量一定不為零D．如果物體的動(dòng)能不發(fā)生變化，則物體所受合力一定是零,解析：功是力與物體在力的方向上發(fā)生的位移的乘積，如果物體所受的合力為零，那么合力對(duì)物體做的功一定為零，A正確；如果合力對(duì)物體做的功為零，可能是合力不為零，而是物體在力的方向上的位移為零，B錯(cuò)誤；豎直上拋運(yùn)動(dòng)是一種勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在上升和下降階段經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)動(dòng)

9、能相等，動(dòng)能在這段過(guò)程中變化量為零，C錯(cuò)誤；動(dòng)能不變化，只能說(shuō)明速度大小不變，但速度方向有可能變化，因此合力不一定為零，D錯(cuò)誤．答案：A,【針對(duì)訓(xùn)練】 1.一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的有(　　)A．合外力一定對(duì)物體做功，使物體動(dòng)能改變B．物體所受合外力一定不為零C．合外力一定對(duì)物體做功，但物體動(dòng)能可能不變D．物體加速度一定不為零解析：物體的速度發(fā)生了變化，則合外力一定不為零，加速度也一定不為零，B、D正確；物體的速度變

10、化，可能是大小不變，方向變化，故動(dòng)能不一定變化，合外力不一定做功，A、C錯(cuò)誤．答案：BD,如圖所示，物體在離斜面底端5 m處由靜止開始下滑，然后滑上由小圓弧連接的水平面上，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多遠(yuǎn)．,解析：解法一：分段法對(duì)物體在斜面上和水平面上時(shí)受力分析如圖所示．物體下滑階段FN1＝mgcos 37 °故Ff1＝μFN1＝μmgcos

11、37 °由動(dòng)能定理得,答案：3.5 m,【題后總結(jié)】(1)應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)必須明確所研究的運(yùn)動(dòng)過(guò)程．(2)當(dāng)既可用分段法也可用全程法時(shí)，一般說(shuō)來(lái)全程法簡(jiǎn)捷．(3)當(dāng)物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般選用全程法．,【針對(duì)訓(xùn)練】 2.物體從高出地面H處由靜止自由落下，不考慮空氣阻力，落至沙坑表面后又進(jìn)入沙坑h深度停止(如圖所示)．求物體在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？,解析：設(shè)物體在AB段克服摩擦力所做的功為WAB，物體從A到