1.3 动能和动能定理 —【新教材】鲁科版(2019)高中物理必修第二册课件

察
与 比 较
Ek
E k2
- Ek1
1 2
mv2
2
1 2
mv12
1 2
m
(v22
v12
)
1 2
m
2as
m
a
s
Ｆ合
s
v22 v12 2as
F合 m a
提示：结合牛顿第二定律和运动学公式
三、动能定理
表述：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
1、合外力做功。 2、外力做功之和。
动能变化
和某一过程（始末状态）相对应。
2
代入数据得：F kmg m v 2 1.8 104 N
2s
N
v0=0m/s f
F
v=60m/s
G s=5.3×102m
解 法二：设飞 机 做 匀 加 速 直 线 运 动， 受 到 重 力 、
支 持 力 、 牵 引 力 和 阻 力的 作 用 。
根 据 牛 顿 第 二 定 律F合 F - km g m a
与 论
FN V1
V2
证
f
F
G
S
问题1：物体受到哪些外力作用？
问题2：求出物体所受的各个外力做的功。
问题3：求外力对物体做的总功W总； 问题4：分别求出物体的初动能Ek1和末动能Ek2；
问题5：求出物体动能的改变量△Ek；
问题6：比较两物理量的表达式，论证W总与△Ek的关系。
观
W总 F s f s （F f）s F合 s
（2)实验中的注意事项： A、平衡摩擦力； B、要保证 M小车》m钩码 ，此时T=mg; (3)实验结论：合外力对小车所做的功等于小 车动能的改变量
2、理论分析与论证
理 如图所示，质量为m的物体，在一恒定拉力F作用下，
论 分 析
以速度v1开始在水平面运动。经过位移s后，速度 达到v2，已知物体与水平面的摩擦力恒为f。则此 过程中，外力做功的大小与物体动能的改变量存在 什么定量关系？
2·
M·
V22-
1/
2·M
·V
2 1
第3节 动能和动能定理
2
小实验
3
H v h 做功的本领 动能
m 低小 小 小 小
相
同 高大 大 大
大
结论一:物体的速度越大,动能越大
H：小球开始下 落的高度 h：被碰小球弹 起的高度
H m h 做功的本领 动能
(v)
相 小小 小
小
同 大大
大
大
结论二:物体的质 量越大,动能越大
结论：动能的大小，与运动物体的质量和速度有关，物体的质量
W总
1 2
mv22
1 2
mv12
外力的总功 末状态动能 初状态动能
学会推导才能理解深刻， 知其然更要知其所以然。
对动能定理的理解：
1.“三 同”：
a 、力对“物体”做功与“物体”动能变化中”物体”要相同，
即同一物体
b、由于 W Fs
和
EK
1 mv2 中的s与v跟参考系的选取有 2
关，应取 同一参考系
v0=0m/s f
N
F
v=60m/s
G s=5.3×102m
N
v0=0m/s f
F
v=60m/s
G s=5.3×102m
解法一：飞机受到重力G、支持力N、牵
引力F 和阻力f 作用，这四个力做的功
分别为WG=0，WN=0，WF=Fs，Wf=-kmgs. 据动能定理得：Fs kmgs 1 mv2 0
6
问题：光滑水平面上一物体原来静止，质量为m，此 时动能是多少？
(因为物体没有运动，所以没有动能)。
在恒定外力F作用下，物体发生一段位移s，得到速度v(如图)，这
个过程中外力做功多少？物体获得了多少动能？
V=0
a
v
F
s
Ek
Fs
ma
v2 2a
1 2
mv 2
二、恒力做功与动能改变的关系
1、实验探究： （1）设计实验：
m越大、运动速度v越大，动能就越大。
4
表达式:
Ek
Байду номын сангаас
1 mv2 2
(v为瞬时速度)
3、动能的单位 ： 焦耳，简称焦，符号J。 1J=1kg.m2/s2 =1N.m
4、动能是标量，只有大小，没有方向，且不 能为负值。
5、动能具有相对性，与参考系的选取有关。 一般应以地面或相对地面静止的物体为参考系。
流动的水可以做功
c、物体做功的“过程”应与物体动能变化的“过程”一样，
即 同一过程
2.a．合力对物体做的功的理解
①. W合＝ F合·S cos q
②. W合＝W1+W2 +…＝F1·s1cosq +F2·s2cosq +… b.标量性 式子左边的功与右边的动能都是标量
c．对定理中“变化”一词的理解
①W合＞0， Ek2_＞_ Ek1 ， △ Ek—＞— 0
v v02 2gh
应用动能定理解题的一般步骤：
①确定研究对象，画出草图； ②分析物体的受力情况，分析各力做功的情况； ③确定物体的初、末状态；明确初、末状态的动能 ④列式求解； ⑤对结果进行分析讨论。
例:一架喷气式飞机，质量m =5×103kg，起飞过程中从静止开始
滑跑的路程为s =5.3×102m时，达到起飞的速度 v =60m/s，在 此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍（k=0.02）， 求飞机受到的牵引力。
由 v2 02 2asa v2 2s
由上两式
F kmg m v2 2s
F kmg m v2 1.8 104 N 2s
小结：
一、动能
1、定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能
2、表达式：EK = 1/2·M·V2
二、动能定理
1、内容：合力所做的功等于物体动能的变化
2、
表达
式：
W=
1/
②W合＜0， Ek2＜__ Ek1 ， △ Ek—＜— 0
例：某同学从高为h 处以速度v0 水平投出一个质量 为m 的铅球,求铅球落地时速度大小。
分析与解：铅球在空中运动时只有重力做功，动能增加。
设铅球的末速度为v，根据动能定理有
v0 mg
mgh
1 2
mv2
1 2
mv02
v
化简得 2 g h= v 2-v02