4.4动能 动能定理.ppt

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1、4.4 动能 动能定理复习提问：1 1、什么是物体的动能？、什么是物体的动能？物体由于运动而具有的能量叫动能物体由于运动而具有的能量叫动能.2 2、物体的动能与什么因素有关？、物体的动能与什么因素有关？质量，速度质量，速度 物体的质量越大，速度越大，它的物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大动能就越大.重力做功重力做功WG重力势能重力势能mgh弹力做功弹力做功WF外力做功外力做功 w w弹性势能弹性势能kx2/2动能表达式？动能表达式？合作探究任务一 光滑水平面上有一个质量为光滑水平面上有一个质量为m的物体，的物体，在与运动方向相同的水平恒力在与运动方向相同的水平恒力F的作用下的作用下发生一

2、段位移发生一段位移l，速度由，速度由v1增加到增加到v2.1 1、物体在恒力作用下做怎样的运动？、物体在恒力作用下做怎样的运动？2 2、物体的加速度多大？、物体的加速度多大？3 3、物体的位移可以怎样表示？、物体的位移可以怎样表示？4 4、在这个过程中恒力所做的功是多少？（用、在这个过程中恒力所做的功是多少？（用mm和和v v表表示）示）根据牛顿第二定律F=ma一、动能1 1、动能的表达式、动能的表达式:2 2、动能是标量（无负值）、动能是标量（无负值）3 3、单位：焦耳，符号、单位：焦耳，符号J J一、动能4 4、动能是状态量：、动能是状态量：对于给定的物体，某状态下的速率决定了该状态对于给

3、定的物体，某状态下的速率决定了该状态下的动能下的动能.（与（与v v的方向无关）的方向无关）5 5、动能具有相对性，参考系不同，速度、动能具有相对性，参考系不同，速度就不同，所以动能也不同就不同，所以动能也不同.一般都以地面为参考系一般都以地面为参考系.二、动能定理 力在一个过程中对物体所做的功，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，等于物体在这个过程中的动能的变化，这个结论叫做这个结论叫做动能定理动能定理.思考与讨论：思考与讨论：如果物体受到几个力作用，动能如果物体受到几个力作用，动能定理中的定理中的W表示的物理意义是什么？表示的物理意义是什么？合外力所做的总功合外

4、力所做的总功合作探究任务二 粗糙粗糙水平面上有一个质量为水平面上有一个质量为m的物体，的物体，在与运动方向相同的水平恒力在与运动方向相同的水平恒力F的作用下的作用下发生一段位移发生一段位移l，速度由，速度由v1增加到增加到v2.1、物体在恒力作用下做怎样的运动？2、物体的加速度多大？3、物体的位移可以怎样表示？4、在这个过程中合力所做的功是多少？（用m和v表示）动能定理更一般的表述方式是：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，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等于物体在这个过程中动能的变化.即即1 1、合外力做正功，动能增加、合外力做正功，

5、动能增加 合外力做负功，动能减少合外力做负功，动能减少三、对动能定理的理解三、对动能定理的理解2、动能定理中的功是合外力做的总功、动能定理中的功是合外力做的总功 总功的求法总功的求法 （1）先求合力，再求合力功）先求合力，再求合力功 （2）先求每个力做的功，再求代数和）先求每个力做的功，再求代数和3、适用范围：、适用范围：既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于直线运动，也适用于曲线运动。既适用于直线运动，也适用于曲线运动。【例例】一架喷气式飞机一架喷气式飞机,质量质量 mm,起飞过程中从静止起飞过程中从静止开始在跑道上滑跑的路程为开始在跑道上滑跑的路程

6、为 s s 时，达到起飞速度时，达到起飞速度 v v .在此过程中飞机受到的平均阻力是在此过程中飞机受到的平均阻力是 f f,求飞机受求飞机受到的牵引力到的牵引力 F F.2 对飞机受力分析，分析各力的做功情况：对飞机受力分析，分析各力的做功情况：GN牵引力牵引力Ffv跑道上滑行的位移跑道上滑行的位移 s 重力、支持力不做功；重力、支持力不做功；牵引力牵引力F 做正做正功功；阻力；阻力f 做负功做负功.1 确定研究对象：确定研究对象：mv0=0GN牵引力牵引力Ffv跑道上滑行的位移跑道上滑行的位移 s3 考查初、末状态的动能：考查初、末状态的动能：开始飞机静止，开始飞机静止，初动能为初动能为0

7、；4 应用动能定理建立方程：应用动能定理建立方程：加速到能起飞时，加速到能起飞时，末动能为末动能为mv0=0本题也可用动力学、运动学的公式来解：本题也可用动力学、运动学的公式来解：据牛顿第二定律：据牛顿第二定律：据匀加速直线运动规律：据匀加速直线运动规律：由上两式得由上两式得：GN牵引力牵引力Ffv跑道上滑行的位移跑道上滑行的位移 smv0=0sFf例例1、一架喷气式飞机，质量、一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为中从静止开始滑跑的路程为 时，达时，达到起飞速度到起飞速度 。在此过程中飞机受到的平均阻力。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的是飞机重量的0.02

8、倍（倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力）。求飞机受到的牵引力F。应用应用1：恒力：恒力+直线运动直线运动GFN解：对飞机解：对飞机 由动能定理有由动能定理有启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明了。但动能定理更简洁明了。但动能定理更简洁明了。但动能定理更简洁明了。例例例例2 2 2 2、在、在、在、在h h h h高处，以初速度高处，以初速度高处，以初速度高处，以初速度v v v v0 0 0 0向水平方向水平方向水平方向水平方向抛出一小球，不

9、计空气阻力，小向抛出一小球，不计空气阻力，小向抛出一小球，不计空气阻力，小向抛出一小球，不计空气阻力，小球着地时速度大小为（球着地时速度大小为（球着地时速度大小为（球着地时速度大小为（）C应用应用2：恒力：恒力+曲线运动曲线运动不涉及不涉及物理运动过程物理运动过程中的中的加速度和时间加速度和时间，而而只与只与物体的物体的初末状初末状态有关态有关，在涉及有关，在涉及有关的力学问题，优先应的力学问题，优先应用动能定理。用动能定理。一质量为一质量为m的小球，用长为的小球，用长为L的轻绳悬挂于的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉点。小球在水平拉力力F作用下，从平衡位置作用下，从平衡位置P点很点很缓慢缓慢地移

10、动到地移动到Q点，细绳偏离竖直方向点，细绳偏离竖直方向的角度为的角度为，如图所示。则拉力，如图所示。则拉力F做的功是做的功是：A.mgLcos B.mgL(1cos)C.FLcos D.FL应用应用3 3：变力做功：变力做功例例3、fGG H h分析：小球的下落过程根据受力小球的下落过程根据受力情况可分为两段：情况可分为两段：应用应用4 4：多过程：多过程例例例例4 4 4 4、一球从高出地面一球从高出地面H H处由静止自由落下，不考虑处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落到地面后并深入地面空气阻力，落到地面后并深入地面h h深处停止，若深处停止，若球的质量为球的质量为mm，求：球在落入地面以下

11、的过程中受，求：球在落入地面以下的过程中受到的平均阻力。到的平均阻力。因此可以分两段求解，也可以因此可以分两段求解，也可以按全过程求解按全过程求解接触地面前做自由落体运动，只受接触地面前做自由落体运动，只受重力重力G作用；作用；接触地面后做减速运动，受重接触地面后做减速运动，受重力力G和阻力和阻力f作用。作用。接触地面前接触地面前（2）全过程：）全过程：解：以球为研究对象，在下落的过程中受力如解：以球为研究对象，在下落的过程中受力如图，图，根据动能定理有根据动能定理有解解 得：得：（1）分段求解分段求解 设小球在接触地面时的速度为设小球在接触地面时的速度为v，则，则接触地面后接触地面后GfG H h应用动能定理解题的一般步骤应用动能定理解题的一般步骤1 1、确定研究对象及运动过程、确定研究对象及运动过程;2 2、分析物体在运动过程中的受力情况、分析物体在运动过程中的受力情况况，明确每个力是否做功，是做正功况，明确每个力是否做功，是做正功还是负功还是负功;3 3、明确初状态和末状态的动能，写出、明确初状态和末状态的动能，写出始末状态动能的表达式始末状态动能的表达式;4 4、根据动能定理列方程求解、根据动能定理列方程求解.本课小结本课小结一一.动能动能二二.动能定理动能定理三三.动能定理的应用动能定理的应用