动能和动能定理公开课特级教师优秀课件优质课精品课件
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探究重力势能表达式的方法
情景1 A
mg
情景2 A
θ
mg
情景3 A
A1
A2
A3
h
h2 h3
h1
l
B B B
h1
h2
甲
乙
丙
重力势能变化
重力做功
重力势能变化与 重力做功的关系
判断物体动能是否发生变化
如图所示，一个物体在光滑的水平面上以初速度V由A点 运动到B点
如下图所示，一个物体在光滑的水平面上，受到一个 与运动方向相同的水平恒力F作用，由A点运动到B点
V0
既适用于直线运动， 也适用于曲线运动；
H
说 明
W合＝Ek2－Ek1
适用范围：
既适用于直线运动，也适用于曲线运动； 既适用于恒力做功，也适用于变力做功； 既适用于一个过程，也适用于整个过程。
动能定理：合力对物体所做的功 等于物体动能的变化。
动 能 定 理 应 用
【例1】麻糍是浙西南一种非常美味的美食，在 某次做麻糍时，已知杵在离麻糍高为2m处开始 落下(落下时初速度为零，且忽略空气阻力）， 已知杵的质量为5kg,杵落下碰到黄粿时速度为 10m/s,求在此过程中人对杵做的功？
① ②
F合=F-F阻=F- kmg =ma
分别用牛 顿运动定 律和动能 定理求解
2 mv ∴F= 2l + kmg
动能定理: 由动能定理得 1 mv2 W合=（F-F阻）l =（F-kmg）l = 2
解 题 动能定理不涉及运动过程的加速度和时间， 步 用动能定理处理问题有时比牛顿定律方便。 骤 （1）确定研究对象，画出过程示意图；
判断物体动能是否发生变化
如图所示，一个物体在粗糙的水平面上由A点运动到B点
公开课动能和动能定理课件 PPT
v1
F
a m
v2 Fm a
L
8
二、动能
❖
推导结果：W
1 2
mv22
1 2
mv12
❖ 结论: 1 m是v2一个具有特殊意义的物理量
2
❖ (1) 它包含了影响动能的两个因素:m和v
❖ (2) 这个过程末状态与初状态的差，正好等于力对物 体做的功
❖ (3) 它涵盖了我们前面探究得到的结论Ｗ∝V2
9
二、动能
❖ 说明： ❖ （1）W为合力所做的功
❖ （2）当物体在变力作用下或者是做曲线运动时，动 能定理也同样适用。
14
三、动能定理
❖3.例题：
❖ 一架喷气式飞机质量为m=5000kg，起飞过程 中从静止开始滑跑。当位移达到Ｌ＝530ｍ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。
是一个具有特殊意义的物理量mvmvmv大家学习辛苦了还是要坚持大家学习辛苦了还是要坚持继续保持安静继续保持安静2
大家好
1
7.7 动能和动能定理
知识回顾
动能
动能定理
LOGO
2
知识回顾
❖1.运动学知识
（匀变速直线运动）
速度公式：v v0at
位移公式：
x
v0t
1 at2 2
速度与位移公式：
v2 v02 2ax
18
作业
❖ 一、仔细阅读课文
❖二、P74 1、2、3
19
❖2.于是我们说质量为m的物体，以速度v运
动时的动能为Ｅｋ
❖
Ek
1 2
mv2
动能和动能定理-优质PPT
说
明
W合＝Ek2－Ek1
状态量
过程量
状态量
做功的过程伴随着能量的变化。
动能定理的适用范围：
既适用于直线运动，也适用于曲线运动； 既适用于恒力做功，也适用于变力做功； 既适用于单个物体，也适用于多个物体； 既适用于一个过程，也适用于整个过程。
课 一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程中 本 从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3×102m时，速度 例 达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平 题 均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。
θ
F
A
B
定变化；但速度变化时，动能不一定变化
D、动能不变的物体，一定处于平衡状态
动
能
W合=
1 2
mv-22
1 2
mv12
定
理 合力做 的功
W合＝Ek2－Ek1
初态的 动能
末态的动能
动能定理：合力对物体所做 的功等于物体动能的变化。
1、合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1 ，动能增大 2、合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1 ，动能减小
动
能
1、物体的动能等ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ它的质量跟
的
它的速度平方的乘积的一半
表
达
物体的质量
式
物体的 动能
Ek＝21 mv2
物体的速度
2、动能是标量，单位是焦耳（J）
练 习 1
关于动能，下列说法正确的是
A、动能是机械能的一种表现形式，凡是运 质 动量的1物0体g、都以具0有.8k动m能/s的速度飞行的子弹，质 量 者 B、6相0动比kg能，、总哪以是一10正个m值/的s的动速能度大奔？跑的运动员，二 C、一定质量的物体，动能变化时，速度一
高中物理《动能和动能定理》公开课PPT课件
例1：一架喷气式飞机，质量m=5×103kg，起飞 过程中从静止开始滑跑的路程为l=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。
应用动能定理解题的一般步骤：
1、确定研究对现象，明确运动过程 2、分析物体在运动过程中的受力情况，明确各 个力是否做功，是正功还是负功，求出总功 3、明确起始状态和终了状态的动能 4、用动能定理形式转化为 另一种形式的过程，或从一个物体转移到 另一个物体的过程。在上面的例题中，阻 力做功，汽车的动能到哪里去了?
练习：物体从高出地面H（m）处自由下落（不 计空气阻力），落至地面陷入沙坑h(m)后静止。 求物体在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？
H
h
击穿铅笔瞬间
2
mv
1 mgh 0 2mv
二、动能定理 1、内容： 合外力所做的功等于物体动能的变化 2、公式： 3、说明：
W E E K 2 K 1
①等式的左边W是合外力所做的总功
总功
求力对物体所做的总功有两种方法：
(1)、分别求出每个力所做的功，然后求出所有
功的代数和。即：
W总=W1+W2+……+Wn (2)、先求出物体所受的合力，然后再求出合力 的功，即：W总=F合Scosα
一、动能
1、定义： ——物体的动能等于物体质量与物体速度的 二次方的乘积的一半。
2 1 2、公式： E k 2 mv
3、单位： 焦耳，符号 4、量性： 标量
J
5、注意：动能是一个状态量，反映运动物体的某一 时刻的状态
问题:
外力对物体所做的功与物体动 能之间究竟有什么普遍的关系？
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探究动能的表达式？
物体的质量越大，速度越大，它的动能就越 大。那么，动能与物体的质量和速度之间有 什么定量关系呢?
光滑水平面上有一质量为m的物体，初速度为v0， 受到一与运动方向相同的恒力F作用，经过一段时间 速度增加到vt,试求这个过程中力F的功。 vt v0 F F m m
l
v v w F l m al m 2
例：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，下列说法中正确的是（ ）
A．如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对 物体做的功一定为零
B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定 为零 C．如果合外力对物体所做的功不为零，物体的动能 就会变化
D．物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变化
W合 EK 2 EK1 EK
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动能的变化。
这就是动能定理
3. 动 能 定 理 理 解
合力做的 功即总功
W＝ E k 2 － E k 1
末动能 初动能
说明：对于恒力、变力；匀变速、非
匀变速；直线运动、曲线运动；时间长 或短过程、瞬间过程都能运用。
物体在恒力做功下速度变化的表达式
1 1 2 2 Fl mv t mv 0 2 2
实验验证动能定理
定义了动能的表达式，再来研究我们刚才推出式子
1 1 2 2 W Fl mv t mv 0 2 2
外力做的功 末态动能 初态动能
上式表明： 外力对物体所做的功等于物体动能的变化
如果物体同时受到几个力的作用，上式可写成：
（2）启示：动能的表达式中可能包含v 2这个因 子。
2．猜想： ①物体的动能可能与v 2有关 ②物体的动能可能与质量m有关
动能和动能定理课件(公开课)
速度相同时， 质量越大， 物体的动能 越大
寻找动能的表达式？ 重力做功WG 弹力做功WF ？力做功W 重力势能mgh
1 2 弹性势能 kl 2
动能表达式？
物 体 动 能 的 表 达 式 如 何 确 定
尝试推理
对一定质量的物体
Ek
v
a
F合
请同学们推导出F做功的表达式
结 果 与 思 考
推导结果：
1 2 1 2 W mv2 mv1 2 2
初态和末态的表 1 2 mv ”， 达式均为“ 2 1 2 mv 这个“ ”代表什 2 么？
1、表达式 2、单位：焦耳 3、标量
1 2 EK mv 2
1kg· m2/s2=1N· m=1J
4、状态量，具有相对性
1 1 2 2 W mv2 mv1 2 2
k0
k1
k2
……
w1
w2
w3
wn
1 2 1 2 w1 mv1 mv0 2 2
……
w总 =w1 w 2 w n
1 2 1 2 w2 mv2 mv1 2 2 1 2 1 2 wn mvn mvn 1 2 2
1 2 1 2 mvn mv0 Ek末 -Ek初 2 2
B
定理为我们提供了计算功（往往是变力做功）的一 种新方法，即把变力做功的问题转化为研究过程中 的动能变化。
我们已经知道了： 动能的表达式 1．推导过程 2．动能的表达式 3．动能的单位和标矢性 1 2 mv 4．Ek=
2
动能定理 1．内容：合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． 2．公式表示；W合＝EK2-EK1 3．例题分析得出动能定理的解题步骤
动能和动能定理-PPT
解得 s=0.25 m，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= 0.5 J
8
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
练习2.两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质 量之比m1∶m2=1∶2，速度之比v1∶v2=2∶1，两 车急刹车后甲车滑行的最大距离为s1，乙车滑行的 最大距离为s2，设两车与路面间的动摩擦因数相等， 不计空气阻力，则(D ) A.s1∶s2=1∶2 B.s1∶s2=1∶1 C.s1∶s2=2∶1 D.s1∶s2=4∶1
24
解: 设从脱钩开始，前面的部分列车和末节车厢分别行驶了s1、s2
才停止,则两者距离s=s1-s2.对前面部分的列车应用动能定理,
有
FL
-
k（M
-
m）gs1
=
-
1（M 2
-
m）v02
对末节车厢应用动能定理，有
- kmgs2
=
1 -
2
mv
2 0
又整列车匀速运动时，有F = kMg，则可解得△s =
15
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，这人对
物体所做的功为：D( )
A．Mgh
B．mv2/2
C．mgh+mv2/2
D．mv2/2- mgh
16
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段间的动摩擦因数μ。
分析：以木块为对象，下滑全过程用动能定理：
重力做的功为 WG mgLsinα
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3．(多选)如图 8.3-6 所示，质量为 m 的小车在水平恒力 F 的推
动下，从山坡(粗糙)底部 A 处由静止开始运动至高为 h 的坡
顶 B，获得的速度为 v，A、B 之间的水平距车克服重力所做的功是 mgh
B．合外力对小车做的功是12mv2
图 8.3-3 提示：高速列车加速出站时合外力做正功，动能增大；减速进站时合外
力做负功，动能减小。
主题探究一 动能和动能定理的理解
[问题驱动] 如图 8.3-4 甲所示，是古代战争中攻击城门的战车，战车上装有一根质量 很大的圆木，有很多士兵推着以很大的速度撞击城门，能比较容易地将城门 撞破；如图 8.3-4 乙所示，人用铁锤打击石头；如图 8.3-4 丙所示，一辆汽车 正在加速上坡。
C．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动 能不一定变化
D．动能不变的物体，一定处于平衡状态
解析：动能是物体由于运动而具有的能量，运动的物体都具有动能，故A 正确；动能不可能为负值，故B错误；由于速度是矢量，当方向变化时， 若其大小不变，则动能并不改变，故C正确；做匀速圆周运动的物体动能 不变，但并不处于平衡状态，故D错误。 答案：AC
解题指导 根据动能定理，分别列出公式中等号左侧的功和等号右侧初末状 态的动能，即可求解得到需要的物理量的值。
[解析] 汽车制动时，阻力对汽车做负功， 有 W＝－fs＝－0.5mgs。 汽车的动能减小至 0，根据动能定理 W＝Ek2－Ek1， 有－0.5mgs＝0－12mvmax2。 汽车制动后滑行的距离
图8.3-7
(1)舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功 W； (2)舰载机刚进入 BC 时，飞行员受到竖直向上的压力 FN 多大。
解析：(1)舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板时
动能和动能定理课件-公开课(新)
ب-
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 Ek 2 Ek1
注意点:（1）“=”是数值上相等
（2）揭示了动能变化的大小由外力的功来决定
（3）W是合力的功
动能是标量，只有正值，但功有正负之
分。
当外力做正功时,
动能 增加 当外力做负功时,动能 减少
如图所示，物体从一高为h的光滑斜面为ɑ 的顶端由静止下滑到底端,求滑到底端时的 速度?(分别用牛顿运动学和动能定理来解答)
解：由
1 2 Ek mv 得EK=4.5J 2
A
C
速度变化，是否动能一定变化？ 若物体动能不变，速度是否一定不变？
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B
(3) 下面有关动能的说法正确的是（C ）
A、物体只有做匀速运动时，动能才不变 B、物体做平抛运动时，水平方向速度不变， 动能不变 C、物体做自由落体运动时，重力做功，物体 的动能增加 D、物体的动能变化时，速度不一定变化，速 度变化时，动能一定变化
*思考:若把斜面换成曲面,结果变吗?
1 1 2 2 mgh mv mv 0 2 2
4建方程
应用动能定理解题的优点
①恒力做功或变力做功 ②曲线运动或直线运动 ③单个物体或几个物体 ④一个过程或全过程
应用动能定理解题一般步骤（尤其是变力功、曲线运动）：
1.明确对象和过程：（通常是单个物体）
相对性 （4）动能具有：
选取不同的参考系，物体的动能可能不同. 通常选择地面为参考系
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例题
我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173kg，轨 道速度为7.2km/s,求它的动能是多少?
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图1
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例1 (多选)关于对动能的理解，下列说法正确的是
√A.凡是运动的物体都具有动能
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即学即用
1.判断下列说法的正误.
2.动能定理 (1)在一个过程中合外力对物体做的功或者外力对物体做的总功等于物体 在这个过程中动能的变化.
(2)W与ΔEk的关系：合力做功是物体动能变化的原因. ①合力对物体做正功，即W>0，ΔEk>0，表明物体的动能增大； ②合力对物体做负功，即W<0，ΔEk<0，表明物体的动能减小； ③如果合力对物体不做功，则动能不变. (3)物体动能的改变可由合外力做功来度量.
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例与练 1、关于动能，下列说法正确的是（ BCD） A、动能不变的物体，一定处于平衡状态 B、动能不可能是负的 C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化 ；但速度变化时，动能不一定变化 D、物体做匀速圆周运动，其动能不变
例与练
2、质量为m=3kg的物体与水平地面之间的 动摩擦因数μ=0.2，在水平恒力F=9N作用 下起动，当m位移L1=8m时撤去推力F，问 ：物体还能滑多远？(g＝10m/s2)
课 本 例 题 2
一架飞机，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: 2 v 由 v2－v02 =2al 得 a＝2l
2 mv 由 ①②得F= 2l + kmg
F l
F
1 mv 2 1 mv 2 WF = Fl = 2 1 2 -2
合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1 ，动能增大
二：质量为m 的物体在水平粗糙面上受到摩擦力Ff 的作用下发生一段位移l ，速度从v1 减小到v2 v1 Ff l 1 mv 2 1 mv 2 WF =Ffl = 2 1 2-2 合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1 ，动能减小 v2
探究重力势能表达式的方法
情景1 A
mg
情景2 A
θ
mg
情景3 A
A1
A2
B
h1
h2
甲
乙
丙
重力势能变化
重力做功
重力势能变化与 重力做功的关系
判断物体动能是否发生变化
如图所示，一个物体在光滑的水平面上以初速度V由A点 运动到B点
如下图所示，一个物体在光滑的水平面上，受到一个 与运动方向相同的水平恒力F作用，由A点运动到B点
（2）分析物体的受力，明确各力做功的情
况，并确定外力所做的总功；
（3）分析物体的运动，明确物体的初、末状
态，确定初、末状态的动能及动能的变化；
（4）根据动能定理列方程求解；
动 能 质量为2Kg的物体沿半径为1m的1/4圆弧 定 从最高点A由静止滑下，滑至最低点B时速 理 率为4m/s，求物体在滑下过程中克服阻力 也 所做的功。 适 用 A到B由动能定理： A O 于 1 2 m gR W m v 曲 f B 0 2 线 B 1 2 运W f mv B mgR 4 J 2 动 物体在滑下过程中克服阻力所做功4J
Ff
外 力 三：质量为m 的物体在与运动方向相同的恒力F 的 做 作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移l ，受到的 功 摩擦力为F ，速度从v 变为v (已知F 小于F) f 1 2 f
v1 Ff v2
F
l
Ff
F
1 mv 2 1 mv 2 W合=Fl-Ff l = 2 2- 2 1
如图所示，在离地面高为H处以初速度为V0水平抛出一个 石子，不计空气阻力。求 （1）石子下落的速度？ （2）石子的动能变化量？ （3）合力做的功？
7
动能和动能定理
思 考
1.什么样的物体具有动能？
运动的物体具有动能 物体由于运动而具有的能叫做动能
2.动能的大小与哪些因素有关？
影响因素：
质量、速度
思 考
如何比较动能的大小？
质量10g、以0.8km/s的速度飞行的子弹， 思考：如何定量的描述动能？
质量60kg、以10m/s的速度奔跑的运动员， 二者相比，哪一个的动能大？ 用mv 、mv2、mv/2还是mv3？
1 2 Ek m v 2
•单位：J
•标量;状态量
物体的动能等于物体的质量与物体 速度的二次方的乘积的一半。 动能与速度的方向无关。
练 习
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，哪一个的动能大？
合 力 做 功
v v 2al
2 2 2 1
v v a 2l
2 2
2 1
合力
F ma
v v m 2l
2 2
2 1
合力做 的功
1 2 1 2 WF Fl m v2 m v1 2 2
1 mv 2 1 mv 2 W合= 2 2 -2 1
合力做 的功
W合＝Ek2－Ek1 末态的动能
初态的 动能
合 一：光滑平面上的质量为m 的物体在与运动方向相 力 同的恒力F 的作用下发生一段位移l ，速度从v1 增 加到v2 做 v1 v2 功
判断物体动能是否发生变化
如图所示，一个物体在粗糙的水平面上由A点运动到B点
如下图所示，一物体在光滑的水平面上，受到一个竖直 向上的恒力F作用（物块未提起），由A点运动到B点。
动 能 的 表 达 式
在光滑的水平面上有一个质量为m的物 体，在与运动方向相同的水平恒力的作 用下发生一段位移 l ,速度由v1增加到v2， （1）求该物体的加速度a的大小？ （2）求力F的大小？ （3）求这个过程中该力所做的功？
① ②
F合=F-F阻=F- kmg =ma
分别用牛 顿运动定 律和动能 定理求解
2 mv ∴F= 2l + kmg
动能定理: 由动能定理得 1 mv2 W合=（F-F阻）l =（F-kmg）l = 2
解 题 动能定理不涉及运动过程的加速度和时间， 步 用动能定理处理问题有时比牛顿定律方便。 骤 （1）确定研究对象，画出过程示意图；
V0
既适用于直线运动， 也适用于曲线运动；
H
说 明
W合＝Ek2－Ek1
适用范围：
既适用于直线运动，也适用于曲线运动； 既适用于恒力做功，也适用于变力做功； 既适用于一个过程，也适用于整个过程。
动能定理：合力对物体所做的功 等于物体动能的变化。
动 能 定 理 应 用
【例1】麻糍是浙西南一种非常美味的美食，在 某次做麻糍时，已知杵在离麻糍高为2m处开始 落下(落下时初速度为零，且忽略空气阻力）， 已知杵的质量为5kg,杵落下碰到黄粿时速度为 10m/s,求在此过程中人对杵做的功？
动 能 的 表 达 2 式 （ 1 ） v2
v v v 2al a 2l
2 1
2 2
2 1
v v （2）F ma m 2l
2 2
2 2
2 1
v v 1 m v2 1 m v2 l （3）WF Fl m 2 1 2 2 2l
2 1
动 1 2 1 2 能 WF m v2 m v1 的 2 2 表 二、动能的表达式 达 式