高一物理多媒体课件：7__动能和动能定理(人教版必修2)

3.适用范围：既适用于恒力做功，也适合于变力做功；
既适合于直线运动，也适合于曲线运动 。
总结：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2.一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103 kg，当起飞过程
中从静止开始滑跑的路程为l＝5.3×102ｍ时，达到起飞
二、动能定理
1 2 1 2 W合 mv2 mv1 2 2
1 Ek mv 2 2
W合 Ek 2 Ek1
合外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
内容：合外力在一个过程中对物体做的功等 于物体在这个过程中动能的变化
1 1 2 2 表达式： W mv mv 2 1 合 2 2
钢板，射出后的速度为100m/s，求子弹克服阻力所做的功 以及子弹受到的平均阻力。
解：子弹射入钢板的过程中，在竖直的方向受到的重力和
支持力的作用互相抵消，在水平方向受到阻力为Ff ，如图
所示。根据动能定理得
1 1 2 2 W f m v m v0 2 2
1 0.008 (100 2 400 2 ) J 2
1 2 自由下落： mgH mv 0 2 1 2 沙坑减速： mgh f h 0 mv 2
mg ( H h ) f h
解法二：全程列式
H
f h 0
mg ( H h ) f h
6.某人从距地面25m高处斜上抛出 一小球，小球质量100g，出手时 速度大小为10m/s,落地时速度大 小为16m/s，取g=10m/s2，试求： H
1 2 1 2 v -v W = Fl = ma = mv2 - mv1 2a 2 2
2 2 2 1
1 1 2 2 力对物体做的功为： = mv2 - mv1 W 2 2
1 2 从上面式子可以看出， mv 很可能是一个具 2
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
W总 = Ek 2 - Ek1
1.课后作业书本P75页4、5两题做作 页本上 2.完成课时作业上的题目
提示: 1、求解题目时不能凭感觉，应带入相应的物理公式——有凭有据
2、求解时，各物理量必须用国际单位，即质量用kg、速度用m/s
• 例：改变汽车的质量和速度，都能 使汽车的动能发生变化，在下面几 种情况中，汽车的动能是原来2倍 的是（ C ） A、质量不变，速度变为原来的2倍 • B、质量和速度都变为原来的2倍 • C、质量减半，速度变为原来的2倍 • D、质量变为原来2倍，速度减半
f
H mg V2
1 1 2 2 W f mgH mv2 mv1 2 2
1 1 2 mgH mv 2 mv1 所以克服阻力做功为 2 2 2
1 1.动能：物体由于运动而具有的能。 Ek = mv 2 2 2.动能定理:
合外力对物体做的总功，等于物体动能的变化。
1 2 1 2 W总＝ mv2 - mv1 2 2
D.动能不变时，速度一定不变
2.一质量为1kg的物体被人用手由静止向上托高1m，这时
物体的速度是2m/s，下列说法正确的是( C ) A.手对物体做功10J 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2J
3.质量为8g的子弹以400m/s的速度水平射入厚度为5cm的
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k倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力。
N
f
G
F
利用动能定理的解题步骤
解：对飞机 v
F 1找对象（常是单个物体）
由动能定理有
Ff
2 确 定 各 力 做 功
1 2 F l F f l mv 0 2
m v2 F km g3确定始、末态的动能, 2l 根据动能定理列出方程 5.0 103 602 0.02 5.0 103 9.8 2 5.3 102
V0
(1)人抛球时对小球做多少功？
(2)小球在空中运动时克服阻力做 功多少？
V
1 2 解：(1)人抛球： 人 mv0 0 5 J W 2
(2)球在空中：
1 2 1 2 mgH W f mv mv0 2 2
代入数据解得
W f 17.2 J
所以克服阻力做了17.2J的功 注意：列式时要注意W合和△Ek的正负
8.4 10 5 J
由WF=Fs得牵引力大小为
W F 8.4 105 F N 8.4 10 3 N s 100
5.一铅球从高出地面H米处由静止自由落下， 不考虑空气阻力，落至地面后陷入地面h米深
处停止，若球的质量为m，求球在落入地面以
下的过程中受到的平均阻力？
H
h
解法一：分段列式
WF=Fs,Wf =Ff scos180º=–0.02mgs
FN Ff F
G
根据动能定理得
1 1 2 2 WF W f m v m v0 2 2 1 1 2 2 WF m v m v0 W f 2 2 1 2 m (v 2 v0 ) ( 0.02m gs ) 2
2 受 力 分 析
1.8 104 N
W合
1 1 2 2 mv 2 mv1 2 2
动能定理的优点在哪里呢?
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。
1、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间， 用它来处理问题要比牛顿定律方便．
2、动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题， 而牛顿运动解决这样一类问题非常困难．（以下 示例）
4.应用动能定理解题步骤:
(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。
1.质量一定的物体（
BC ）
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
1 2 应该是我们寻找的动能的表达式。 mv 2
一、动能
1.定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。 2.动能的大小：
3.单位：国际单位焦（J） 4.说明：
1 Ek m v 2 2
（1）动能是标量，只有大小，没有方向。
（2）动能只有正值，没有负值。
（3）动能具有相对性，对不同的参考系，物体速度
有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，一般都以地面
7.质量为m的跳水运动员从高为H的跳台上以速率v1 起跳， 落水时的速率为v2 ，运动中受到空气阻力，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？ 解： 对象—运动员 过程---从起跳到落水 V1
受力分析---如图所示 由动能定理
W 1 1 2 2 mv2 mv1 E K 2 2 1 1 2 2 mgH W f mv2 mv1 2 2
为参考系研究物体的运动。
例：质量10g、以0.8km/s的速度飞行的子弹，质量60kg、以 10m/s的速度奔跑的运动员，二者相比，那一个的动能大？
1 1 2 -3 2 子弹： Ek子弹 m子弹 v子弹 (10 10 ) (0.8 1000) 3200J 2 2 1 1 2 2 运动员： Ek 运动员 m运动员v运动员 60 10 3000J 2 2
§7.7动能和动能定理
复习引入：
W v2
物体动能表达式中可能包含v2这个因子。
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l，速度由v1增加到v2，如何
用m和v表示力F做的功。 根据牛顿第二定律
F = ma
2 v2 - v12 l= 2a
v - v = 2al
2 2 2 1
合外力做的功
末态的动能EK2 初态的动能EK1
W合 Ek 2 Ek 1
对动能定理的理解 W总 Ek 2 Ek1
1.动能定理中的功是合外力做的总功
总功的求法： （1） W合= F合l cos （ 为合外力与运动方向的夹角） （2） W合=W１＋W2 ＋…＋ Wn
2.合外力做正功，动能增加； 合外力做负功，动能减少。
600 J
v0
Ff v
子弹克服阻力做功为600J
F
f

Wf 600 N 1.2 104 N s 0.05
4.汽车在水平的高速公路上做匀加速直线运动，通过100m 的距离后 ，速度由10m/s 增加到30m/s，汽车的质量为 2×103kg，汽车前进时所受的阻力为车重的0.02倍,求汽 车牵引力所做的功以及牵引力大小。 解：汽车在运动过程中共受四个力的作用，如图所示。 重力和支持力不做功,只有牵引力和阻力做功。