新人教版高一物理必修二 课件 7.7 动能和动能定理(共31张PPT)
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25v2 S总 14g
易错点：
（1）动能是标量，E k
1 m v 2 对应于物
2
体的瞬时速度，使状态量，物体的运动
速度方向发生变化时，动能不变。
（2）当力做负功时，在动能定理的式中
应出现相应的负号。
的动能是 20 J。足球沿草地作直线运动，受
到的阻力是足球重力的0.2倍。当足球运动到距发
球点20m的后卫队员处时，速度为 20½ m/s
(g=10m/s2)
结论：
瞬间力做功直接转化为物体的初动能
求变力做功问题
在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，
抛出时的速度为V0,当它落到地面时速度为V,用 g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空
B、速度不变，动能一定不变
C、动能变化，速度一定变化
D、动能不变，速度可能变化
二、动能定理
W＝mv22/2－mv12/2
改 写
表达式：W＝Ek2－Ek1
内容：力在一个过程中对物体 所做的功，等于物体在这个过程中 动能的变化。
对
动 问题3：如果物体受到几个力的作用，动
能 能定理中的W表示什么意义？
Ek
0
s
1 2
s
停在AB中点
多过程问题
（往复运动）
质量为m的物体以速度v竖直向上抛出，物 体落回地面时，速度大小为3v/4，设物体在运动 中所受空气阻力大小不变，求：
（1）物体运动中所受阻力大小； （2）物体以初速度2v竖直抛出时最大高度； （3）若物体与地面碰撞中无机械能损失，
求物体运动的总路程。
气阻力所做得功等于,( C )
1
A B
m-1g/2hm-1V/2²-m12 Vm²V- 02²-mmVg0h²
C mgh+1/2mV0²-1/2mV²
D mgh+1/2mV²-1/2mV0²
求解曲线运动问题（圆周运动中的变力做功）
一个质量为m的小球拴在钢绳的一端，另一端
受大小为F1的拉力作用，在水平面上做半径为 R1匀速圆周运动（如图所示），今将力的大小
F=15N
匀变速直线运动
斜面
问练题 习:某物体放在倾角为θ的斜面上,
向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑;若
给此物体一个沿斜面向上的初速度
v0,那么,它能沿斜面向上冲滑的最大 距离为多少?
V02
v0
4gsinθ
θ
求变力做功问题 （瞬间力做功问题）
足球守门员在发门球时，将一个静止的质量为0.4 Kg的足球，以10m/s的速度踢出，这是足球获得
mgh+w阻= m12 v22- m12 v12 代入数据，可得w阻=-700J
应用动能定理解题的一般步骤：
① 明确研究对象，明确运动过程.
② 对研究对象进行受力分析（包括重力）， 明确各力的做功大小及正负情况．有些 力在运动过程中不是始终存在，若物体 运动过程中包含几个物理过程，物体运 动状态受力情况均发生变化，因而在考 虑外力做功时，必须根据不同情况分别 对待找出各力所做的功并求总功：W总
物
体 动
单位：焦耳（J），标量
能
的 表 达
Ek＝
1 2
mv2
式
m为物体的质量
v为物体的瞬时速度
例题1：我国发射的“神六”，质 量为8吨，运行速度为7.5km/s，它 的动能是多大？
Ek
1m2v 2
Ek
181037.5103 2J2.251011J 2
随
堂
练
习
1、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
随
堂 2、下列关于一定质量的物体的速度和
练 习
动能的说法中，正确的是（ B C ） A、速度变化，动能一定变化D
m g2RW f 1 2m v2 21 2m v1 2
多过程问题
（直线＋曲线）
如图所示，质量为1kg的木块（可视为质点）静
止在高1.2m的平台上，木块与平台间的动摩擦
因数为0.2，用水平推力20N使木块产生位移3m
时撤去，木块又滑行1m时飞出平台，求木块落
地时速度的大小？
全程列式：
W F F s 1W fm g W (G s1 s 2E ) k m g 1 2 hm v1 2m v 02
上升： mghfh01mv2
2
下降： mghfh1m(3v)20
24
f 7 m g 思考：可否全程列式？
25
（2）物体以初速度2v竖直上抛
mghfh01m(2v)2 2
h 25v2 16g
（3）若物体与地面碰撞中无机械能损失，求物体 运动的总路程。
分析：物体最终必静止于地面 全程列式： f S总012mv2
A、手对物体做功 12J
解题时必须弄清
B、合外力对物体做功 12J 是什么力做的功，
C、合外力对物体做功 2J 有何特点？如何
D、物体克服重力做功 10 J 求？
W Gm gh10J W 合 W 手 W G E k1 2m v2 02 J
常规题（匀变速直线运动）
质量m=1.5kg的物体(可视为质点）在水平恒力F 作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动 一段距离后撤去该力，物体继续滑行t=2.0s停在 B点，已知A、B两点间的距离s=5.0m，物体与 水平面间的动摩擦因数μ=0.20，求恒力F多大？ （g=10m/s2)
改为F2时，使小球仍在水平面上做匀速圆周运 动，但半径变为R2，小= 球运动的半径由R1变为
R2过程中拉力对小球做的功多大？
W＝
1 2
mv22
1 2
mv12
W=½ (F2R2-F1R1)
求解曲线运动问题
如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形 轨道ABC，其半径R=0.5m，轨道在C处与水平 地面相切。在C处放一小物块，给它一水平相左 的初速度V0=5m/s，结果它沿CBA运动，通过A 点，最后落在水平地面上的D点，求C、D间的距 离。（g=10m/s²）
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月2021/11/32021/11/32021/11/311/3/2021 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2021/11/32021/11/3November 3, 2021 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2021/11/32021/11/32021/11/32021/11/3
A
S=1m
B C
D
求解曲线运动问题（圆周运动中的变力做功）
质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内 做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气 阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道最低点， 此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做运动，经 过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球
克服空气阻力做的功为：( C )
7.动能和动能定理
回顾：1、什么叫动能？ 物体由于运动而具有的能量叫动能。 2、动能跟哪些因素有关？ 质量和速度
一、探究动能的表达式
问题1：学习重力势能时，是 从哪里开始入手分析的？这对我 们讨论动能有何启示？
问题2
物理情景：给质量为m的物体施加一个恒力F，使物体在光滑的水平面上做匀加速直 线运动，在物体发生位移l的过程中，力F对物体做功W，物体的速度由v1变为v2 提出问题：恒力F推动物体发生位移l的过程中，所做的功W与物体速度的变化间有什 么关系呢？
v8 2m/s
多过程问题
（平面＋斜面，多段）
如图所示,小球从h高的光滑斜面上自静止滚下,经
过有摩擦的水平面AB后再滚上另一光滑斜面,当它
到达1/3h 高时的速度为零.试求小球最后静止的位
置.
第1次，从左到右
2h
1/3h
mg
3
fsEk 0 fs 2 mgh
3
A
B
第2次返回，停在AB间
mghfs 3
③ 明确始末状态，确定其动能（ＥＫ２， ＥＫ１）及动能变化量（△Ek） (未知 量用符号表示)，根据动能定理列出 方程:
W总＝Ek2—Ek1
④ 根据动能定理列方程求解并检验。
常规题（匀变速直线运动）
一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，
这时物体的速度2 m/s，则下列说法正确的是
（ ACD ）
定
理
的
理 解
W＝Ek2－Ek1
合力做的 功即总功
末动能
初动能
对
动 能 定 理 的
问题4：动能定理是在物体受恒力作用且 做直线运动的情况下推出的。动能定理
是否可以应用于变力做功或物体做曲线 运动的情况，该怎样理解？
理
解
对任何过程的恒力、变力；直线运
动、曲线运动都能运用。
例题2：一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过 程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3×102m时，速
度达到起飞速度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。
牛顿运动定律:
由 v2－v02 =2al 得a＝2vl2
F合=F-F阻=F- kmg =ma
由
①②得F=
mv2
2l
+
kmg
① 分别用牛
②顿Leabharlann 动定 律和动能定理求解动能定理:
由动能定理得
W合=（F-F阻）l
∴F=
mv2
2l
+
kmg
=（F-kmg）l
=21
mv2
随
堂
3、在距地面60m高处，以20m/s的速
练 度竖直上抛一质量为m的物体，求物体落
习 地时的速度。
mgh=
1 2
mv22-
1 2
mv12
先得出V2表达式，代入数据，得V2 = 4变0式m/1：s 其它条件都不变，若水平抛出， 结果如何？
变式2：若考虑空气阻力，且物体落地速度 为V2 = 30m/s，m=2kg，能否求出阻力做 的功？
v1 F
l
v2 F
v1 F
v2 F
提示：
l
• （1）力F对物体做多少功？
• （2）从牛顿运动定律角度分析，力F
多大？
• （3）从运动学角度分析，物体的初、 末速度和位移之间的关系？
结 果 与 思
考 W＝12 mv22－12 mv12
初态和末态的表达式均为“mv2/2”，
这个“mv2/2”代表什么？
易错点：
（1）动能是标量，E k
1 m v 2 对应于物
2
体的瞬时速度，使状态量，物体的运动
速度方向发生变化时，动能不变。
（2）当力做负功时，在动能定理的式中
应出现相应的负号。
的动能是 20 J。足球沿草地作直线运动，受
到的阻力是足球重力的0.2倍。当足球运动到距发
球点20m的后卫队员处时，速度为 20½ m/s
(g=10m/s2)
结论：
瞬间力做功直接转化为物体的初动能
求变力做功问题
在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，
抛出时的速度为V0,当它落到地面时速度为V,用 g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空
B、速度不变，动能一定不变
C、动能变化，速度一定变化
D、动能不变，速度可能变化
二、动能定理
W＝mv22/2－mv12/2
改 写
表达式：W＝Ek2－Ek1
内容：力在一个过程中对物体 所做的功，等于物体在这个过程中 动能的变化。
对
动 问题3：如果物体受到几个力的作用，动
能 能定理中的W表示什么意义？
Ek
0
s
1 2
s
停在AB中点
多过程问题
（往复运动）
质量为m的物体以速度v竖直向上抛出，物 体落回地面时，速度大小为3v/4，设物体在运动 中所受空气阻力大小不变，求：
（1）物体运动中所受阻力大小； （2）物体以初速度2v竖直抛出时最大高度； （3）若物体与地面碰撞中无机械能损失，
求物体运动的总路程。
气阻力所做得功等于,( C )
1
A B
m-1g/2hm-1V/2²-m12 Vm²V- 02²-mmVg0h²
C mgh+1/2mV0²-1/2mV²
D mgh+1/2mV²-1/2mV0²
求解曲线运动问题（圆周运动中的变力做功）
一个质量为m的小球拴在钢绳的一端，另一端
受大小为F1的拉力作用，在水平面上做半径为 R1匀速圆周运动（如图所示），今将力的大小
F=15N
匀变速直线运动
斜面
问练题 习:某物体放在倾角为θ的斜面上,
向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑;若
给此物体一个沿斜面向上的初速度
v0,那么,它能沿斜面向上冲滑的最大 距离为多少?
V02
v0
4gsinθ
θ
求变力做功问题 （瞬间力做功问题）
足球守门员在发门球时，将一个静止的质量为0.4 Kg的足球，以10m/s的速度踢出，这是足球获得
mgh+w阻= m12 v22- m12 v12 代入数据，可得w阻=-700J
应用动能定理解题的一般步骤：
① 明确研究对象，明确运动过程.
② 对研究对象进行受力分析（包括重力）， 明确各力的做功大小及正负情况．有些 力在运动过程中不是始终存在，若物体 运动过程中包含几个物理过程，物体运 动状态受力情况均发生变化，因而在考 虑外力做功时，必须根据不同情况分别 对待找出各力所做的功并求总功：W总
物
体 动
单位：焦耳（J），标量
能
的 表 达
Ek＝
1 2
mv2
式
m为物体的质量
v为物体的瞬时速度
例题1：我国发射的“神六”，质 量为8吨，运行速度为7.5km/s，它 的动能是多大？
Ek
1m2v 2
Ek
181037.5103 2J2.251011J 2
随
堂
练
习
1、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
随
堂 2、下列关于一定质量的物体的速度和
练 习
动能的说法中，正确的是（ B C ） A、速度变化，动能一定变化D
m g2RW f 1 2m v2 21 2m v1 2
多过程问题
（直线＋曲线）
如图所示，质量为1kg的木块（可视为质点）静
止在高1.2m的平台上，木块与平台间的动摩擦
因数为0.2，用水平推力20N使木块产生位移3m
时撤去，木块又滑行1m时飞出平台，求木块落
地时速度的大小？
全程列式：
W F F s 1W fm g W (G s1 s 2E ) k m g 1 2 hm v1 2m v 02
上升： mghfh01mv2
2
下降： mghfh1m(3v)20
24
f 7 m g 思考：可否全程列式？
25
（2）物体以初速度2v竖直上抛
mghfh01m(2v)2 2
h 25v2 16g
（3）若物体与地面碰撞中无机械能损失，求物体 运动的总路程。
分析：物体最终必静止于地面 全程列式： f S总012mv2
A、手对物体做功 12J
解题时必须弄清
B、合外力对物体做功 12J 是什么力做的功，
C、合外力对物体做功 2J 有何特点？如何
D、物体克服重力做功 10 J 求？
W Gm gh10J W 合 W 手 W G E k1 2m v2 02 J
常规题（匀变速直线运动）
质量m=1.5kg的物体(可视为质点）在水平恒力F 作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动 一段距离后撤去该力，物体继续滑行t=2.0s停在 B点，已知A、B两点间的距离s=5.0m，物体与 水平面间的动摩擦因数μ=0.20，求恒力F多大？ （g=10m/s2)
改为F2时，使小球仍在水平面上做匀速圆周运 动，但半径变为R2，小= 球运动的半径由R1变为
R2过程中拉力对小球做的功多大？
W＝
1 2
mv22
1 2
mv12
W=½ (F2R2-F1R1)
求解曲线运动问题
如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形 轨道ABC，其半径R=0.5m，轨道在C处与水平 地面相切。在C处放一小物块，给它一水平相左 的初速度V0=5m/s，结果它沿CBA运动，通过A 点，最后落在水平地面上的D点，求C、D间的距 离。（g=10m/s²）
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月2021/11/32021/11/32021/11/311/3/2021 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2021/11/32021/11/3November 3, 2021 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2021/11/32021/11/32021/11/32021/11/3
A
S=1m
B C
D
求解曲线运动问题（圆周运动中的变力做功）
质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内 做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气 阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道最低点， 此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做运动，经 过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球
克服空气阻力做的功为：( C )
7.动能和动能定理
回顾：1、什么叫动能？ 物体由于运动而具有的能量叫动能。 2、动能跟哪些因素有关？ 质量和速度
一、探究动能的表达式
问题1：学习重力势能时，是 从哪里开始入手分析的？这对我 们讨论动能有何启示？
问题2
物理情景：给质量为m的物体施加一个恒力F，使物体在光滑的水平面上做匀加速直 线运动，在物体发生位移l的过程中，力F对物体做功W，物体的速度由v1变为v2 提出问题：恒力F推动物体发生位移l的过程中，所做的功W与物体速度的变化间有什 么关系呢？
v8 2m/s
多过程问题
（平面＋斜面，多段）
如图所示,小球从h高的光滑斜面上自静止滚下,经
过有摩擦的水平面AB后再滚上另一光滑斜面,当它
到达1/3h 高时的速度为零.试求小球最后静止的位
置.
第1次，从左到右
2h
1/3h
mg
3
fsEk 0 fs 2 mgh
3
A
B
第2次返回，停在AB间
mghfs 3
③ 明确始末状态，确定其动能（ＥＫ２， ＥＫ１）及动能变化量（△Ek） (未知 量用符号表示)，根据动能定理列出 方程:
W总＝Ek2—Ek1
④ 根据动能定理列方程求解并检验。
常规题（匀变速直线运动）
一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，
这时物体的速度2 m/s，则下列说法正确的是
（ ACD ）
定
理
的
理 解
W＝Ek2－Ek1
合力做的 功即总功
末动能
初动能
对
动 能 定 理 的
问题4：动能定理是在物体受恒力作用且 做直线运动的情况下推出的。动能定理
是否可以应用于变力做功或物体做曲线 运动的情况，该怎样理解？
理
解
对任何过程的恒力、变力；直线运
动、曲线运动都能运用。
例题2：一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过 程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3×102m时，速
度达到起飞速度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。
牛顿运动定律:
由 v2－v02 =2al 得a＝2vl2
F合=F-F阻=F- kmg =ma
由
①②得F=
mv2
2l
+
kmg
① 分别用牛
②顿Leabharlann 动定 律和动能定理求解动能定理:
由动能定理得
W合=（F-F阻）l
∴F=
mv2
2l
+
kmg
=（F-kmg）l
=21
mv2
随
堂
3、在距地面60m高处，以20m/s的速
练 度竖直上抛一质量为m的物体，求物体落
习 地时的速度。
mgh=
1 2
mv22-
1 2
mv12
先得出V2表达式，代入数据，得V2 = 4变0式m/1：s 其它条件都不变，若水平抛出， 结果如何？
变式2：若考虑空气阻力，且物体落地速度 为V2 = 30m/s，m=2kg，能否求出阻力做 的功？
v1 F
l
v2 F
v1 F
v2 F
提示：
l
• （1）力F对物体做多少功？
• （2）从牛顿运动定律角度分析，力F
多大？
• （3）从运动学角度分析，物体的初、 末速度和位移之间的关系？
结 果 与 思
考 W＝12 mv22－12 mv12
初态和末态的表达式均为“mv2/2”，
这个“mv2/2”代表什么？