动能和动能定理：课件三(28张PPT)

7.7动能和动能定理一、动能表达式设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2，如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式。l根据牛顿第二定律22212vval-=Fma=22212vvla-=WFl=22212vvmaa-=22211122mvmv=-功的表达式为：212mv22211122Wmvmv=-很可能是一个具有特定意义的物理量。因为这个量在过程终了时和过程开始时的差，刚好等于力对物体做的功，所以应该是我们寻找的动能的表达式。212mv从上面式子可以看出，动能的表达式质量为m的物体，以速度v运动时的动能为动能是标量在国际单位制中，单位为焦耳，符号J212kEmv=课堂训练1、1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173kg，运动速度为7.2km/s，它的动能是多大？4.48×109J课堂训练2、质量一定的物体A、速度发生变化时，动能一定发生变化B、速度发生变化时，动能不一定发生变化C、速度不变时，其动能一定不变D、动能不变时，速度一定不变BC二、动能定理22211122Wmvmv=-21kkWEE=-可写成这个关系式表明：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中的动能的变化，这个结论叫做动能定理。动能定理更一般的表述方式是：合外力在一个过程中对物体做的总功，等于物体在这个过程中动能的变化。22211122Wmvmv总＝-21kkWEE总=-即对动能定理的理解1、合外力做正功，合外力做负功，2、动能定理中的功是合外力做的总功总功的求法（1）先求每个力的功，再求代数和——实际使用！（2）先求合力，再求合力功21kkWEE总=-动能增加动能减少3、适用范围：—无范围，也无限制，应用最广泛！不管：恒力、变力做功；直线、曲线运动；是否接触；时间长短……动能定理不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关。在处理物理问题时，应优先考虑应用动能定理。例题1：一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移为x=5.3×102m时，达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。（k=0.02）F1F2V用过去的常规方法解22val=22val=Fkmgma-=241.8102mvFkmgNl==+?由动能定理解2112Fskmgsmv-=2112mvFkmgFs=+32325.010600.025.0109.825.310=创+创?创41.810N=´应用动能定理解题的一般步骤1、确定研究对象及运动过程2、分析物体在运动过程中的受力情况，明确每个力是否做功，是做正功还是负功3、明确初状态和末状态的动能，写出始末状态动能的表达式4、根据动能定理列原始方程求解。例题2：一辆质量为m、速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l后停了下来，如图。试求汽车受到的阻力。smv/60解：汽车的初动能、末动能分别为和0，阻力F阻做的功为－F阻l。由动能定理，有201-Fl02mv阻=-202mvFl阻=2012mv得3、应用动能定理解题步骤:1、动能:物体由于运动而具有的能。2、动能定理:合外力对物体做的总功，等于物体动能的变化。212kEmv=22211122Wmvmv总＝-21kkWEE总=-1)、确定研究对象及运动过程2)、分析物体在运动过程中的受力情况，明确每个力是否做功，是做正功还是负功3)、明确初状态和末状态的动能，写出始末状态动能的表达式4)、根据动能定理列原始方程求解。•课堂练习•P21问题与练习2、3、5课外作业P21问题与练习3、4、5•1.答:a.动能是原来的4倍b.动能是原来的2倍•c.动能是原来的8倍d.动能不变。•2.解:由动能定理W=EK2-EK1=m(v22-v12)/2,•在题目所述的两种情况下，(v22-v12)较大的，•需要做的功较多。•速度由10km/h加速到20km/h的情况下：•(v22-v12)=(202-102)=300（km/h）2•速度由50km/h加速到60km/h的情况下：•(v22-v12)=(602-502)=1100（km/h）2•可见，后一种情况所做的功比较多。问题与练习参考解答•3.解:设平均阻力为Ff，•根据动能定理有:•Ffcos180°=m(v22-v12)/2•得Ff=m（v22-v12）/2s•=2×10-3/2×5×10-2(3002-1002)•=1.6×103N•子弹在木板运动5cm时，•所受木板的阻力各处不同，题目•所说的平均阻力是对这5cm说的。•4.解:人在下滑过程中，重力和阻力做功，设人受到的阻力为Ff，•根据动能定理:•mgh-Ffs=mvt2/2•解方程得：vt=4m/s≈5.66m/s•5.解：设人将足球踢出的过程中，人对球做的功为W，从人踢球，到球上升至最大高度的过程中，•根据动能定理有:•－mgh+W=mvt2/2•得:W=1/2×0.5×202+0.5×10×10=150J2课堂训练1、关于功和物体动能变化的关系，不正确的说法是()A、有力对物体做功，物体的动能就会变化B、合力不做功，物体的动能就不变C、合力做正功，物体的动能就增加D、所有外力做功代数和为负值，物体的动能就减少A课堂训练2、一物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,外力做功分别为W1和W2，则W1和W2关系正确的是()A、W1=W2B、W2=2W1C、W2=3W1D、W2=4W1C课堂训练3、一质量为2kg的滑块，以4m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4m/s，在这段时间里水平力做的功为()A.0B.8JC.16JD.32JA课堂训练4、某同学踢m=0.5kg的足球，使足球获得10m/s的速度飞出20m远，该同学对足球做了多少功？25J课堂训练5、一物体静止在不光滑的水平面上，已知m=1kg,μ=0.1，现用水平外力F=2N拉其运动5m后，立即撤去水平外力F，求其还能滑多远？(g取10m/s2)5m课堂训练6、从离地面H高处落下一只小球，小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k倍，而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，求小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程是多少？HR