高中物理新课标版人教版必修二精品课件:7.7《动能和动能定理》PPT课件(新人教版-必修2)



新课标人教版课件系列
《高中物理》
必修2 必修2

  5.
  7《动能和动能定理》
教学目标
1、掌握用动能定理还能解决一些用牛顿第二 定律和运动学公式难以求解的问题,如变力 作用过程、曲线运动等问题。 2、掌握用动能定理处理含有涉及的物理量中 的F、l、m、v、W、Ek等物理量的力学问题。
第一课时
一. 动能
  1.物体由于运动而具有的能叫动能.
  1.物体由于运动而具有的能叫动能. 物体由于运动而具有的能叫动能
  2.动能的大小:
  2.动能的大小: 动能的大小

  3.动能是标量.
  3.动能是标量. 动能是标量
  4.动能是状态量 也是相对量.因为V为瞬时速度, 动能是状态量,
  4.动能是状态量,也是相对量.因为V为瞬时速度,且与参考 系的选择有关, 系的选择有关,公式中的速度一般指相对于地面的速度 .
  5.动能的单位与功的单位相同焦耳.
  5.动能的单位与功的单位相同焦耳. 动能的单位与功的单位相同焦耳
  6.动能与动量大小的关系:
  6.动能与动量大小的关系: 动能与动量大小的关系
1 2 E K = mv 2
EK
一个物体的动量发生变化, 一个物体的动量发生变化,它的动能不一定变化一个物体的动 能发生变化, 能发生变化,它的动量一定变化
P = 2m
2
P = 2mE K
二、动能定理

  1.合外力所做的功等于物体动能的变化,
  1.合外力所做的功等于物体动能的变化,这个结论叫做 合外力所做的功等于物体动能的变化 动能定理. 动能定理.

  2.动能定理的理解及应用要点:
  2.动能定理的理解及应用要点: 动能定理的理解及应用要点
1 1 2 2 W = mv2 ? mv1 = ?EK 合 2 2
(
  1)等式的左边为各个力做功的代数和,正值代表正功, (
  1)等式的左边为各个力做功的代数和,正值代表正功, 等式的左边为各个力做功的代数和 负值代表负功。等式右边动能的变化, 负值代表负功。等式右边动能的变化,指末动能 与初能E 之差. EK2=1/2mv22与初能EK1=1/2mv12之差. 表示动能增加, (
  2)“增量”是末动能减初动能. (
  2)“增量”是末动能减初动能.ΔEK>0表示动能增加, 增量 表示动能减小. ΔEK<0表示动能减小.
(
  3)在动能定理中, (
  3)在动能定理中,总功指各外力对物体做功的代数 在动能定理中 这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、 和.这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、 电场力或其他的力 或其他的力等 电场力或其他的力等. (
  4)动能定理适用单个物体, (
  4)动能定理适用单个物体,对于物体系统尤其是具有 动能定理适用单个物体 相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理. 相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理.由于 此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能( 此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能(比如 内能)的转化. 内能)的转化. (
  5)各力位移相同时 可求合外力做的功, 各力位移相同时, (
  5)各力位移相同时,可求合外力做的功,各力位移不 同时,分别求力做功,然后求代数和. 同时,分别求力做功,然后求代数和. (
  6)有些力在物体运动全过程中不是始终存在的, (
  6)有些力在物体运动全过程中不是始终存在的,若物 有些力在物体运动全过程中不是始终存在的 体运动过程中包含几个物理过程,物体运动状态、受 体运动过程中包含几个物理过程,物体运动状态、 力等情况均发生变化,因而在考虑外力做功时, 力等情况均发生变化,因而在考虑外力做功时,必须 根据不同情况分别对待. 根据不同情况分别对待.
(
  7)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系. (
  7)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系.一般 动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系 以地面为参考系. 以地面为参考系. (
  8)若物体运动过程中包含几个不同的物理过程, (
  8)若物体运动过程中包含几个不同的物理过程,解题时可以分 若物体运动过程中包含几个不同的物理过程 段考虑. 若有能力,可视全过程为一整体,用动能定理解题. 段考虑. 若有能力,可视全过程为一整体,用动能定理解题.? (
  9)动能定理中涉及的物理量有F、S、m、v、W、E (
  9)动能定理中涉及的物理量有F、S、m、v、W、EK等, 动能定理中涉及的物理量有 在处理含有上述物理量的力学问题时,可以考虑使用动能定理。 在处理含有上述物理量的力学问题时,可以考虑使用动能定理。 由于只需从力在整个位移内的功和这段位移始末两状态动能变 化去考察,无需注意其中运动状态变化的细节, 化去考察,无需注意其中运动状态变化的细节,又由于动能和 功都是标量,无方向性,无论是直线运动或曲线运动, 功都是标量,无方向性,无论是直线运动或曲线运动,计算都 有会特别方便。 有会特别方便。 总之,无论做何种运动,只要不涉及加速度和时间, 总之,无论做何种运动,只要不涉及加速度和时间,就可考 虑应用动能定理解决动力学问题。 虑应用动能定理解决动力学问题。

  1、 钢球从高处向下落,最后陷入泥中,如果空 、 钢球从高处向下落,最后陷入泥中, 气阻力可忽略不计,陷入泥中的阻力为重力的n 气阻力可忽略不计,陷入泥中的阻力为重力的 倍, 钢珠在空中下落的高度H与陷入泥中的深度 与陷入泥中的深度h 求:钢珠在空中下落的高度 与陷入泥中的深度 的 比值 H∶h =? ∶ 画出示意图并分析受力如图示: 解: 画出示意图并分析受力如图示: 由动能定理, 由动能定理,选全过程 mg(H+h)-nmgh=0 - H+h=nh ∴H : h = n - 1 h mg H mg f
练习1 放在光滑水平面上的某物体,在水平恒力F 练习
  1、放在光滑水平面上的某物体,在水平恒力F 的作用下,由静止开始运动,在其速度由0增加到v 的作用下,由静止开始运动,在其速度由0增加到v 和由v增加到2v的两个阶段中, 2v的两个阶段中 和由v增加到2v的两个阶段中,F对物体所做的功之 比为 ( C ) A.
  1∶1 B.
  1∶2 C.
  1∶3 D.
  1∶4
的速度运动。 例
  2.如右图所示,水平传送带保持 1m/s 的速度运动。一质 .如右图所示, 量为1kg的物体与传送带间的动摩擦因数为 。现将该物体无 的物体与传送带间的动摩擦因数为
  0.
  2。 量为 的物体与传送带间的动摩擦因数为 初速地放到传送带上的A点 然后运动到了距A点 初速地放到传送带上的 点,然后运动到了距 点1m 的B点, 点 则皮带对该物体做的功为 ( ) A A.
  0.5J B. 2J C.
  2.5J D. 5J A B
设工件向右运动距离S 速度达到传送带的速度v, 解: 设工件向右运动距离 时,速度达到传送带的速度 ,由 动能定理可知 ?mgS=1/2mv2 点时, 解得 S=
  0.25m,说明工件未到达 点时,速度已达到 , ,说明工件未到达B点时 速度已达到v, 所以工件动能的增量为 △EK = 1/2 mv2 =
  0.
  5×
  1×1=
  0.5J × ×
练习2 两辆汽车在同一平直路面上行驶, 练习
  2、两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的 质量之比m =
  1∶
  2,速度之比v =
  2∶
  1, 质量之比m
  1∶m2=
  1∶
  2,速度之比v
  1∶v2=
  2∶
  1, 两车急刹车后甲车滑行的最大距离为s 两车急刹车后甲车滑行的最大距离为s
  1,乙车滑行 的最大距离为s 的最大距离为s
  2,设两车与路面间的动摩擦因数相 不计空气阻力, D 等,不计空气阻力,则( ) A.s
  1∶s2=
  1∶2 B.s
  1∶s2=
  1∶1 C.s
  1∶s2=
  2∶1 D.s
  1∶s2=
  4∶1
如下图所示, 一个质量为m的小球从 的小球从A点由静止开始
  3、 、 例如下图所示 , 一个质量为 的小球从 点由静止开始 滑到B点 并从B点抛出 若在从A到 的过程中 点抛出, 的过程中, 滑到 点, 并从 点抛出,若在从 到B的过程中,机械能损失 点抛出的水平分速度为v, 为E,小球自 点抛出的水平分速度为 ,则小球抛出后到达最 ,小球自B点抛出的水平分速度为 高点时与A点的竖直距离是 高点时与 点的竖直距离是 。 v2/2g+E/mg 小球自B点抛出后做斜上抛运动 水平方向做匀速直线运动, 点抛出后做斜上抛运动,水平方向做匀速直线运动 解: 小球自 点抛出后做斜上抛运动 水平方向做匀速直线运动 到最高点C的速度仍为 设 的高度差为 的速度仍为v 的高度差为h 到最高点 的速度仍为 ,设AC的高度差为 A 由动能定理, 由动能定理 A→B →C mgh ? E=1/
  2×mv2 × ∴h=v2/2g+E/mg h B C v
练习3 下列关于运动物体所受的合外力、 练习
  3、下列关于运动物体所受的合外力、合外 力做功和动能变化的关系, 力做功和动能变化的关系,正确的是 物体做的功一定为零 B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一 如果合外力对物体所做的功为零, 定为零 C.物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变 物体在合外力作用下作变速运动, 化 D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零 物体的动能不变, [ A ] 如果物体所受的合外力为零,那么, A.如果物体所受的合外力为零,那么,合外力对

  4. 质量为 的跳水运动员从高为 的跳台上以速率 起跳,落水时的 质量为m的跳水运动员从高为 的跳台上以速率v1 起跳, 的跳水运动员从高为H的跳台上以速率 速率为v 运动中遇有空气阻力, 速率为 2 ,运动中遇有空气阻力,那么运动员起跳后在空中运动克服空气 阻力所做的功是多少? 阻力所做的功是多少? 解: 对象?运动员 对象? 受力分析如图示 受力分析如图示 --由动能定理 过程从起跳到落水 过程从起跳到落水 --V1 f
1 1 2 2 W = mv2 ? mv1 = ?E K 合 2 2
1 1 2 2 mgH + W f = mv 2 ? mv1 2 2
H mg V2
1 1 2 2 ? W f = mgH ? mv2 + mv1 2 2
练习4 一质量为1kg的物体被人用手由静止 练习
  4、一质量为1kg的物体被人用手由静止 1kg 向上提升1m,这时物体的速度2 m/s, 向上提升1m,这时物体的速度2 m/s,则下 1m 列说法正确的是 ( A C )D A.手对物体做功 12J B.合外力对物体做功 12J C.合外力对物体做功 2J D.物体克服重力做功 10 J
F
h=1m
F
V=2m/s
mg
如图所示,质量为m的物块从高h的斜面顶端O由静止开始滑下, 例
  5.如图所示,质量为m的物块从高h的斜面顶端O由静止开始滑下,最后 停止在水平面上B 若物块从斜面顶端以初速度v 沿斜面滑下, 停止在水平面上B点。若物块从斜面顶端以初速度v0沿斜面滑下,则停止在 水 平 面 的 上 C 点 , 已 知 , AB=BC , 则 物 块 在 斜 面 上 克 服 阻 力 做 的 功 为 。(设物块经过斜面与水平面交接点处无能量损 失) mgh-1 /2 mv02 -
解:设物块在斜面上克服阻力做的功为W
  1, 设物块在斜面上克服阻力做的功为 段克服阻力做的功W 在AB或BC段克服阻力做的功 2 或 段克服阻力做的功 由动能定理 O→B O→C mgh -W1 ?W2= 0
mgh -W1 ?2W2= 0 - 1 /2 mv02 m O h A B C
∴W1 =mgh-1 /2 mv02 -
练习5 某人在高h处抛出一个质量为m的物体. 练习
  5.某人在高h处抛出一个质量为m的物体. 不计空气阻力,物体落地时的速度为v 不计空气阻力,物体落地时的速度为v,这人对物体 所做的功为: 所做的功为:( A.mgh B.mv2/2 C.mgh+mv2/2 /2D.mv2/2- mgh
D)
斜面倾角为α 长为L AB段光滑 BC段粗糙 段光滑, 段粗糙, =L/3 质量为m 例
  6. 斜面倾角为α,长为L, AB段光滑,BC段粗糙,AB =L/3, 质量为m 的木块从斜面顶端无初速下滑,到达C端时速度刚好为零。求物体和BC BC段 的木块从斜面顶端无初速下滑,到达C端时速度刚好为零。求物体和BC段 间的动摩擦因数μ 间的动摩擦因数μ。 分析:以木块为对象,下滑全过程用动能定理: 分析:以木块为对象,下滑全过程用动能定理: 重力做的功为 摩擦力做功为
支持力不做功, 支持力不做功,初、末动能均为零。 末动能均为零。
WG = mgLsinα 2 Wf = ? ? mgLcosα 3
C α
A L B
由动能定理 mgLsin α-2/3 ?mgLcos α=0
3 ? = tg α 可解得 2 点评:用动能定理比用牛顿定律和运动学方程解题方便得多。 点评:用动能定理比用牛顿定律和运动学方程解题方便得多。
(A) 上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重 力做的功
练习6 竖直上抛一球,球又落回原处, 练习
  6. 竖直上抛一球 , 球又落回原处 , 已知空气 阻力的大小正比于球的速度( 阻力的大小正比于球的速度( B 、C )
(B) 上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重 力做的功 ( C ) 上升过程中克服重力做功的平均功率大于下 降 过程中重力做功的
 

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