高中物理必修二動能與動能定理課件

1、7 7動能和動能定理知識回顧彈性勢能彈性勢能由于物體發(fā)生彈性形變且物體間有彈力相互作用而具有的能彈性勢能定義：Ep=kx標量彈力做負功彈性勢能增減符號：彈力做正功彈性勢能減小焦耳J單位：Ep重力勢能定義：定義定義由于物體被舉高而具有的能表達式表達式重力勢能：Ep=mgh彈性勢能：重力勢能：彈性勢能：矢量性矢量性勢能與力做功的關系勢能與力做功的關系重力做正功重力勢能減小重力做負功重力勢能增加重力勢能重力勢能運用類比方運用類比方法相對0勢能面而言相對彈簧原長而言該處勢能為0能量機械能主要研究勢能動能重力勢能彈性勢能 主要研究概念定義表達式矢量性符號和單位力做功與其變化關系概念定義表達式矢量性符號和

2、單位合力做功與其變化關系在本章在本章“1 1追尋守恒量追尋守恒量”中，已經知道中，已經知道龍卷風龍卷風海嘯海嘯風力發(fā)電風力發(fā)電與物體的質量和速度有關與物體的質量和速度有關 結論：結論：物體的質量越大，速度越大，它的動能就物體的質量越大，速度越大，它的動能就 越大。越大。 那么，動能與物體的質量和速度之間有什么定量那么，動能與物體的質量和速度之間有什么定量的關系呢？的關系呢？一、探究動能的表達式一、探究動能的表達式重力做功重力做功WG重力勢能重力勢能mgh彈力做功彈力做功WF外力做功外力做功 w w彈性勢能彈性勢能kx2/2動能表達式？動能表達式？推導推導F做功表達式的過程做功表達式的過程W=F

3、LL= (v22 v12 )/2aa=F/mW=?W mv22 mv12末態(tài)初態(tài)二二.動能動能我們對動能的表達式我們對動能的表達式2的理解的理解1 1、動能是、動能是標量標量，且只有，且只有正值正值，動能只與物體的速，動能只與物體的速度大小有關，與速度方向無關。度大小有關，與速度方向無關。2 2、動能是、動能是狀態(tài)量狀態(tài)量. .V V是是瞬時速度瞬時速度。在某一時刻，物。在某一時刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動能。體具有一定的速度，也就具有一定的動能。3 3、動能具有、動能具有相對性相對性，對不同的參考系，物體速度，對不同的參考系，物體速度有不同的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都有不

4、同的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都以地面為參考系研究物體的運動。以地面為參考系研究物體的運動。 我們知道，運動是相對的。當鳥兒與飛機相對而行時，雖然鳥我們知道，運動是相對的。當鳥兒與飛機相對而行時，雖然鳥兒的速度不是很大，但是飛機的飛行速度很大，這樣對于飛機來說，兒的速度不是很大，但是飛機的飛行速度很大，這樣對于飛機來說，鳥兒的速度就很大。速度越大，撞擊的力量就越大。鳥兒的速度就很大。速度越大，撞擊的力量就越大。比如一只比如一只0.450.45千克的鳥，撞在速度為每小時千克的鳥，撞在速度為每小時8080千米的飛機上時，千米的飛機上時，就會產生就會產生15001500牛頓的力，要是撞在速度為

5、每小時牛頓的力，要是撞在速度為每小時960960千米的飛機上，千米的飛機上，那就要產生那就要產生21.621.6萬牛頓的力。如果是一只萬牛頓的力。如果是一只1.81.8千克的鳥撞在速度為每千克的鳥撞在速度為每小時小時 700 700千米的飛機上，產生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大。所千米的飛機上，產生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大。所以渾身是肉的鳥兒也能變成擊落飛機的以渾身是肉的鳥兒也能變成擊落飛機的“炮彈炮彈”。 1962 1962年年1111月，赫赫有名的月，赫赫有名的“子爵號子爵號”飛機正在美國馬里蘭州伊飛機正在美國馬里蘭州伊利奧特市上空平穩(wěn)地飛行，突然一聲巨響，飛機從高空栽了下來。利奧特市

6、上空平穩(wěn)地飛行，突然一聲巨響，飛機從高空栽了下來。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場空中悲劇的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鵝。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場空中悲劇的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鵝。鳥擊落飛機鳥擊落飛機 對動能相對性的理解鳥本身速度不快，質量也不大，但相對于飛機來說，由于飛機速度很快，鳥本身速度不快，質量也不大，但相對于飛機來說，由于飛機速度很快，所以它們相互靠近的速度很快，因此，鳥相對飛機的速度很快，具有很所以它們相互靠近的速度很快，因此，鳥相對飛機的速度很快，具有很大的相對動能，當兩者相撞時，會造成嚴重的空難事故。大的相對動能，當兩者相撞時，會造成嚴重的空難事故。試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動

7、能：試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動能：(除除題意中提到的物理量外，其他物理情況相同題意中提到的物理量外，其他物理情況相同)總結：動能是標量，與速度方向無關；動能與總結：動能是標量，與速度方向無關；動能與 速度的平方成正比，因此速度對動能的速度的平方成正比，因此速度對動能的 影響更大影響更大。物體甲的速度是乙的兩倍；物體甲的速度是乙的兩倍；物體甲向北運動，乙向南運動；物體甲向北運動，乙向南運動；物體甲做直線運動，乙做曲線運動；物體甲做直線運動，乙做曲線運動；物體甲的質量是乙的一半。物體甲的質量是乙的一半。乙甲EE4乙甲EE乙甲EE乙甲EE2WEk2Ek1=EkW mv22 mv12三三.

8、動能定理動能定理動能是標量，只有正值，但Ek有正負有正負之分。之分。v當外力做當外力做正功正功時，時，W0，故，故 Ek0，即，即Ek2Ek1 動能動能增加。增加。v當外力做當外力做負功負功時，時，W0，故，故Ek0 ， 即即Ek20，故，故Ek2Ek1，即動能，即動能增加增加 當外力做當外力做負功負功時，時，W0，故，故Ek2Ek1，即動能，即動能減少減少2、對狀態(tài)與過程關系的理解對狀態(tài)與過程關系的理解 功是伴隨一個物理過程而產生的，是過程量；而動能是功是伴隨一個物理過程而產生的，是過程量；而動能是狀態(tài)量狀態(tài)量。 動能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關系。動能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的

9、改變量的關系。3、適用范圍：、適用范圍： 既適用于既適用于恒力恒力做功，也適用于做功，也適用于變力變力做功；做功； 既適用于既適用于直線直線運動，也適用于運動，也適用于曲線曲線運動運動。明確初末狀態(tài)的動能明確初末狀態(tài)的動能W合合mv22/2mv12/2v0 =0m/sv = 60m/sFfNGN422222101.82svmkmgF2svmkmgF2sva2as0v makmg-FF 由上兩式 由設合 根根據據牛牛頓頓第第二二定定律律 的的作作用用。支支持持力力、牽牽引引力力和和阻阻力力，受受到到重重力力、飛飛機機做做勻勻加加速速直直線線運運動動解解：v0=0m/sv=60m/sFfNGsFf

10、例例1、一架噴氣式飛機，質量、一架噴氣式飛機，質量 ，起飛過程中從，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為靜止開始滑跑的路程為 時，達到起飛速時，達到起飛速度度 。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍（倍（k=0.02）。求飛機受到的牽引力）。求飛機受到的牽引力F。kgm3100 . 5ms2103 . 5smv/60GFN1 1找對象（常是單個物體）找對象（常是單個物體）解：對飛機解：對飛機 由動能定理有由動能定理有221mvkmgsFskmgsmvF228 . 9100 . 502. 0103 . 5260100 . 53223N4108

11、. 1sF1F23 3確確定定各各力力做做功功4 4運動情況分析運動情況分析5 5建方程建方程2 2受受力力分分析析21222121mvmvW總不涉及不涉及物理運動過程中物理運動過程中的的加速度和時間加速度和時間，而，而只只與與物體的物體的初末狀態(tài)有關初末狀態(tài)有關，在涉及有關的力學問題，在涉及有關的力學問題，優(yōu)先應用動能定理。優(yōu)先應用動能定理。應用3：變力做功fGG H h分析：小球的下落過程根據受力情小球的下落過程根據受力情況可分為兩段：況可分為兩段：應用4：多過程1.一球從高出地面一球從高出地面H處由靜止自由落下，不考慮處由靜止自由落下，不考慮空氣阻力，落到地面后并深入地面空氣阻力，落到地

12、面后并深入地面h深處停止，深處停止，若球的質量為若球的質量為m，求：球在落入地面以下的過，求：球在落入地面以下的過程中受到的平均阻力。程中受到的平均阻力。因此可以分兩段求解，也可以按因此可以分兩段求解，也可以按全過程求解全過程求解接觸地面前做自由落體運動，只受重力接觸地面前做自由落體運動，只受重力G作用；作用；接觸地面后做減速運動，受重力接觸地面后做減速運動，受重力G和阻力和阻力f作用。作用。接觸地面前接觸地面前（2）全過程：）全過程：解：以球為研究對象，在下落的過程中受力如圖，解：以球為研究對象，在下落的過程中受力如圖，根據動能定理有根據動能定理有0212mvmgH2210mvfhmgh0fhhHmg解解 得：得：hHmgf1（1）分段求解分段求解 設小球在接觸地面時的速度為設小球在接觸地面時的速度