大物 功与动能定理40页PPT
合集下载
7-7动能和动能定理(共34张PPT)
（1）小球抛出点A距圆弧轨道B端的高度h．
（2）小球经过轨道最低点C时对轨道的压力FC （3）小球能否到达轨道最高点D？若能到达，试求对D点的压力FD
．若不能到达，试说明理由．
4. (12分)光滑曲面轨道置于高度为H=1.8m的平台上，其末端切线水 平；另有一长木板两端分别搁在轨道末端点和水平地面间，构成 倾角为 的斜面，如图所示。一个可视作质点的质量为m=1kg 的小球，从光滑曲面上由静止开始下滑（不计空气阻力，g取 10m/s2， ）
（1）圆弧轨道的半径及轨道BC 所对圆心角（可用角度的三角函数 值表示）
（2）小球与斜面 AB 间的动摩擦因数
1.图中ABCD是一条长轨道,其中AB段是倾角为θ的斜面 ,CD是水平的,BC是与AB和CD都相切的一小段圆弧,其 长度可以略去不计,一质量为m的小滑块在A点从静止状 态释放,沿轨道滑下,最后停在D点,A点和D点的位置如图 所示, ,现用一沿轨道方向的力推滑块,使它缓慢地由D点 推回到A点时停下,设滑块与轨道间的摩擦系数为μ,则推 力做的功等于
4.（讨论）电动机通过一条绳子吊起质量为8kg的 物体。绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不 能超过1 200W，要将此物体由静止起，用最快 的方式将பைடு நூலகம்体吊高90m（已知物体在被吊高90m 以前已开始以最大速度匀速上升），所需时间为 多少？（g取10 m/s2）
习题课
1.如图所示，在同一竖直平面内的两正对着的相同半圆光
(B)距离OA大于OB；
（C）距离OA小于OB；
（D）无法做出明确的判断。
3．一木块由A点自静止开始下滑，沿ACEB运动到 最高点B设动摩擦因数μ处处相同，转 角处撞击 不计机械能损失，测得A、B两点连线与水平方 向夹角为θ ，则木块与接触面间动摩擦因数μ为B （B）
（2）小球经过轨道最低点C时对轨道的压力FC （3）小球能否到达轨道最高点D？若能到达，试求对D点的压力FD
．若不能到达，试说明理由．
4. (12分)光滑曲面轨道置于高度为H=1.8m的平台上，其末端切线水 平；另有一长木板两端分别搁在轨道末端点和水平地面间，构成 倾角为 的斜面，如图所示。一个可视作质点的质量为m=1kg 的小球，从光滑曲面上由静止开始下滑（不计空气阻力，g取 10m/s2， ）
（1）圆弧轨道的半径及轨道BC 所对圆心角（可用角度的三角函数 值表示）
（2）小球与斜面 AB 间的动摩擦因数
1.图中ABCD是一条长轨道,其中AB段是倾角为θ的斜面 ,CD是水平的,BC是与AB和CD都相切的一小段圆弧,其 长度可以略去不计,一质量为m的小滑块在A点从静止状 态释放,沿轨道滑下,最后停在D点,A点和D点的位置如图 所示, ,现用一沿轨道方向的力推滑块,使它缓慢地由D点 推回到A点时停下,设滑块与轨道间的摩擦系数为μ,则推 力做的功等于
4.（讨论）电动机通过一条绳子吊起质量为8kg的 物体。绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不 能超过1 200W，要将此物体由静止起，用最快 的方式将பைடு நூலகம்体吊高90m（已知物体在被吊高90m 以前已开始以最大速度匀速上升），所需时间为 多少？（g取10 m/s2）
习题课
1.如图所示，在同一竖直平面内的两正对着的相同半圆光
(B)距离OA大于OB；
（C）距离OA小于OB；
（D）无法做出明确的判断。
3．一木块由A点自静止开始下滑，沿ACEB运动到 最高点B设动摩擦因数μ处处相同，转 角处撞击 不计机械能损失，测得A、B两点连线与水平方 向夹角为θ ，则木块与接触面间动摩擦因数μ为B （B）
高校大学物理功和动能定理、势能、机械能守恒定律课件
o
x
描述矢量场基本性质的方程形式
通常：
L
f dl 0
普遍意义： 环流为零的力场是保守场， 如静电场力的环流也是零， 所以静电场也是保守场。
环流不为零的矢量场是 非保守场，如磁场。
二、势能
1.定义 令
A保 f 保 dl EPa EPb
a
b
即
o
3、万有引力做功的特点
A
Q
p
r dr r | dr | cos rdr
Gm 1m 2 A dr 2 r1 r Gm1m2 Gm1m2 ( ) ( ) r1 r2
r2
Q Gm1m2 F dr r dr 3 p r
y
P r1 r
M dr
F
N'
N
结论同前
o
r dr Q r2
x
共同特征：做功与相对路径无关，只与始末 (相对)位置有关。
一、定义保守力的两种表述
（1）一对力的功与相对移动的路径无关，而只决 定于相互作用物体的始末相对位置，这样的一对 力称为保守力 （如：万有引力、弹力、重力）
例1：质量为 m 的物体从一个半径为R的 1/4 圆弧型表面滑下，到达底部时的速度 为v,求A到B过程中摩擦力所做的功？ 解1：功的定义 m o R 以m为研究对象，建 A 立自然坐标系，受力 n f 分析。 N 列切向受力方程： dv C F ma m dt dv mg B mg cos f ma m dt
AAB
B
视为恒力,直线
r3 r2 r1
A
F3
F2
A F dr
高中物理人教版必修课件--动能和动能定理-ppt精品课件
高中物理人教版必修2课件：7-7动能 和动能 定理(共 24张PP T)
高一物理备课组
课堂训练
细 节
决
定
成
2、一物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,
败 ，
外力做功分别为W1和W2，则W1和W2关系正确
态 度
的是( C )
决 定
一
A、W1 = W2
B、W2 = 2 W1
切
C、W2 =3 W1
D、W2 = 4 W1
决
3、单位：（焦耳J） 1J1kgm2/s2
定 一
切
4、动能是标量，与速度的方向无关，且均为正值
5、动能具有瞬时性，v 为瞬时速度，是状态量
6、动能具有相对性， 一般选地面为参考系
制作人：王怀龙
高一物理备课组
课堂训练
细 节
决
定
1、1970年我国发射的第一颗人
成 败 ，
造地球卫星，质量为173kg，运
高一物理备课组
课堂训练
细
节
决
定
5、一物体静止在不光滑的水平面上，已
成 败
，
知m=1 kg,μ=0.1，现用水平外力F =
态 度
2N拉其运动5 m后，立即撤去水平外力
决 定
F，求其还能滑多远？(g 取10 m/s2)
一 切
5m
制作人：王怀龙
高中物理人教版必修2课件：7-7动能 和动能 定理(共 24张PP T)
细
动
总
节 决
能 定 理 理 解
合力做的 功即总功
末动能
初动能
说明：对任何过程的恒力、变力；匀变速、非匀
变速；直线运动、曲线运动；时间长、短；多过
大学物理动能定理ppt
f静
例如：传送带将箱子从
低处运到高处，地面上
的人看摩擦力作功了，
而站在传送带上的人看
摩擦力没有作功。
2. 功率 表征作功快慢的物理量。
P 定l义im：Δ力A在单dA位时F间 内dr所作F的功v Fυ cosθ Δt0 Δt dt dt
7
例题 某质点沿x轴作直线运动，受力为
F (4 5x)i N ，试求质点从 x0 0移动到
教学基本要求
一 掌握功的概念，能计算变 力的功，理解保守力作功的特点及势 能的概念，会计算万有引力、重力和 弹性力的势能。
二 掌握动能定理、功能原理 和机械能守恒定律，掌握运用守恒定 律分析问题的思想和方法。
1
4.1 功 动能定理
一、功与功率 力对空间积累效应用功来表示。
1、恒力直线运动的功 A F cosθ | Δr | F Δr
23
4.2 保守力的功 势能
一、重力的功
P mgk
dr dxi dyj dzk
A
b P dr
zb mgdz
a
za
(mgzb mgza )
ya
r
θ dr
P
b
x
O
A mgdz 0
24
二、弹性力的功
F kxi
F
x
o xa xb
A xb Fdx xb kxdx
f21
令dr：2 r1 fr122
d(r1 r12
r2 )
dr12 为m1相对于m2的位移。
16
d同A理一：对f12d相Ad互r12作f21用 d力rd21的r12总为功m等1相于对于y mrm121d的r1f位12r移f21。dmr22
大学课件 功与动能
;
v2
(m2
m1)v20 m1 m2
2m1v10
(1) 如果m1= m2 ，则v1 = v20 ，v2 = v10。
(2) 如果v20 =0 , 且 m2 >> m1, 则v1 = - v10, v2 = 0
2 完全非弹性碰撞：碰撞后系统的动能有损失，且碰撞后 碰撞物体结合成一体，以同一速度运动。
F Fnn F dr ds
b
b
A
F dr
a
a F ds
自然坐标系中力的功等于 其切向分力做的功。
b
b
A
F dr
a
a
F1 F2
Fn dr
b a F1 dr
b a
F2
dr
b a
Fn
dr
A1
A2
An
例1 设作用在质量为2kg的物体上的合力F = 6t N。如果物体 由静止出发沿直线运动，在头2 s内这力做了多少功？
e =1，则分离速度等于接近速度，为完全弹性碰撞。
一般非弹性碰撞：0 < e < 1
解t dt
两边积分：
v
t
dv 3tdt
0
0
v 3t2 2
v dx dt
dx vdt 3 t 2dt 2
A
F dx
2
6t
3
t 2dt
9
t4
2
36 J
02
40
例：质量为m的物体从静止开始，在竖直平面内沿着四分之一 的圆周从A滑到B（如图）。在B处速度的大小是v，已知圆的半 径为R，用作功定义求物体从A到B摩擦力所作的功。
dt
由A到B过程摩擦力所作的功：
物理必修2人教版 7.7动能和动能定理 (共42张PPT)(优质版)
①
F合=F-F阻=F- kmg =ma ②
由 ①②得F= m2lv+2 kmg
分别用牛顿 运动定律和 动能定理求
解
动能定理:
由动能定理得
W合=（F-F阻）l =（F-kmg）l =
∴F= m2lv2+ kmg
1 2
mv2
适用范围：
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。
Fkmgmv23.8104N 2l
②动能定理法
W总Ek2Ek1
Flkmgl 1mv2 0 2
Fkmgmv23.8104N 2l
例2. 一辆质量为 m，速度为 v0 的汽车，关闭发动机后在水平 地面滑行了距离 l 后停下来，试求汽车受到的阻力。
f l 1 mv2 2
m v2 f
2l
动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，而只与物 体的初末状态有关，因此用它处理问题有时比较方便。
回顾：
动能的概念：物体由于运动而具有的能量叫动能。
大胆猜测：动能跟哪些因素有关？质量、速度
动能的表达式到底是怎样的？
探究动能的表达式
在光滑的水平面上，质量为 m的物体在恒力 F 的作用下
发生了一段位移，速度由 v1 增加到 v2，如图所示，
求，①物体的加速度a
②物体前进的位移l
③力 F 做的功W。 v1 F
功
1.814 0N
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。
3、应用动能定理解题的一般步骤
（尤其用于变力做功与曲线运动）：
（1）明确对象和过程：（通常是单个物体） （2）做两方面的分析：
①受力分析，求各力的功及其正负，写出总功。 ②确定初、末状态, 写出初、末态的动能。
物理人教版必修第二册8.3动能和动能定理(共38张ppt)
2
2
W总 = Ek2 - Ek1
3、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。
4
课堂练习
1.一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑
内容：力在一个过程中对物体所做的总功,等于物体在这个过程中动
能的变化量。
对应着一
这一过程始末状态
个过程
动能的变化量
W总
合力做的功
Ek2
末状态动能
Ek1
初状态动能
2
动能定理
对动能定理中“=”的理解
(1)等值关系:某物体的动能变化量总等于合力对它做的功。
(2)单位相同:国际单位都是焦耳。
(3)因果关系:合力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合外力
N
f
上滑过程：- mgsin 37ºs–f s = 0– m v02/2
下滑过程： mgsin 37ºs–f s = m（v0/2 ）2/2– 0
全过程：–2 f s = m（v0/2 ）2/2– m v02/2
第八章 机械能守恒定律
8.3 动能和动能定理
1
动能
物体的质量为 m，在恒定外力 F 的作用下发生一段位移 l，速度由 v1
增加到 v2，如图所示，水平面光滑.推导出力 F 对物体做功的表达式。
已知量：v1、v2 和 m.
v2
v1
F
1．外力对物体做的功是多大？
l
2．物体的加速度是多大？
2
W总 = Ek2 - Ek1
3、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。
4
课堂练习
1.一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑
内容：力在一个过程中对物体所做的总功,等于物体在这个过程中动
能的变化量。
对应着一
这一过程始末状态
个过程
动能的变化量
W总
合力做的功
Ek2
末状态动能
Ek1
初状态动能
2
动能定理
对动能定理中“=”的理解
(1)等值关系:某物体的动能变化量总等于合力对它做的功。
(2)单位相同:国际单位都是焦耳。
(3)因果关系:合力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合外力
N
f
上滑过程：- mgsin 37ºs–f s = 0– m v02/2
下滑过程： mgsin 37ºs–f s = m（v0/2 ）2/2– 0
全过程：–2 f s = m（v0/2 ）2/2– m v02/2
第八章 机械能守恒定律
8.3 动能和动能定理
1
动能
物体的质量为 m，在恒定外力 F 的作用下发生一段位移 l，速度由 v1
增加到 v2，如图所示，水平面光滑.推导出力 F 对物体做功的表达式。
已知量：v1、v2 和 m.
v2
v1
F
1．外力对物体做的功是多大？
l
2．物体的加速度是多大？
物理课件2.5功动能定理
弹性碰撞
研究两个弹性球体碰撞 的过程和结果，如乒乓
球比赛等。
电磁学
分析带电粒子在电磁场 中的运动和能量转换， 如电子显微镜、粒子加
速器等。
核物理
研究原子核的结构和变 化，如核聚变、核裂变
等。
03
动能定理的实例解析
简单机械的动能定理解析
简单机械的动能定理
解析
简单机械的动能定理是指在使用机械 力做功的过程中，系统动能的改变量 等于所做的功。
了跨学科研究的开展和创新。
05
总结与展望
对动能定理的总结
适用范围
动能定理适用于任何具有初、末 动能的物理系统，无论是经典力 学还是相对论力学。
物理意义
动能定理揭示了功和动能之间的 关系，即合外力对物体做的功等 于物体动能的增量。
对动能定理的展望
01
02
03
拓展应用领域
随着物理学的发展，动能 定理的应用领域将不断拓 展，例如在相对论力学、 量子力学等领域的应用。
物理概念和理论的基础。
桥梁作用
动能定理在物理学中起到了承上 启下的桥梁作用，它沟通了力学 和能量守恒之间的联系，使得物 理学的各个分支得以相互联系和
印证。
适用范围广
动能定理适用于各种不同的物理 情境，如经典力学、相对论力学 、电磁学等，显示出其在物理学
中的普遍性和重要性。
动能定理在工程中的应用价值
深入研究
对于动能定理的研究将更 加深入，例如探讨其与量 子力学的关系，以及在复 杂系统中的应用等。
实际应用
动能定理在工程、技术等 领域有广泛的应用前景， 例如在机械设计、航空航 天等领域的应用。
对未来研究的建议
加强跨学科研究
物理人教版(2019)必修第二册8.3动能和动能定理(共32张ppt)
8.3 10 3 N
2l
2
H
mg
D
T合
A
E
mg
F
重物落地时的速度大小为2.5 ｍ/s，对地面的平均冲击力的大小为8.3×103
Ｎ
08.
应用动能定理的解题步骤
高中物理必修第二册课件
1. 认真审题，确定研究对象。
2.通过受力分析和运动分析对物理情景进行分析，画出物体运
动的示意图。
3.确定研究过程及始末状态，分析该过程中各力做的功及始末
模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320 N，方向都与
竖直方向成37°，重物离开地面30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面
砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg， g取10 m/s2， cos 37°＝0.8。求：
（1）重物刚落地时的速度是多大？
（2）重物对地面的平均冲击力是多大？
问题探究1
光滑水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒力F 的作用
下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。试求这个过程中合外力做的功。
【解析】根据牛顿第二定律有: F＝ma
2
2
v
v
速度与位移的关系式： l 2 1
2a
v22 - v12
得： WF＝Fl =ma×
2a
整理得： WF 1 mv22 - 1 mv12
2
根据动能定
理
由于
W Ek 2 Ek 1
Fl
,有
1 2
mv 0
2பைடு நூலகம்
1
F F牵 - F阻，F阻 kmg, k
50
把数值代入后得到 F牵 1.04 105 N
2l
2
H
mg
D
T合
A
E
mg
F
重物落地时的速度大小为2.5 ｍ/s，对地面的平均冲击力的大小为8.3×103
Ｎ
08.
应用动能定理的解题步骤
高中物理必修第二册课件
1. 认真审题，确定研究对象。
2.通过受力分析和运动分析对物理情景进行分析，画出物体运
动的示意图。
3.确定研究过程及始末状态，分析该过程中各力做的功及始末
模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320 N，方向都与
竖直方向成37°，重物离开地面30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面
砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg， g取10 m/s2， cos 37°＝0.8。求：
（1）重物刚落地时的速度是多大？
（2）重物对地面的平均冲击力是多大？
问题探究1
光滑水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒力F 的作用
下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。试求这个过程中合外力做的功。
【解析】根据牛顿第二定律有: F＝ma
2
2
v
v
速度与位移的关系式： l 2 1
2a
v22 - v12
得： WF＝Fl =ma×
2a
整理得： WF 1 mv22 - 1 mv12
2
根据动能定
理
由于
W Ek 2 Ek 1
Fl
,有
1 2
mv 0
2பைடு நூலகம்
1
F F牵 - F阻，F阻 kmg, k
50
把数值代入后得到 F牵 1.04 105 N
高三物理高三物理动能和动能定理PPT教学课件
例1、下列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，正确的是 [ ]
A．如A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．物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变
化 D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零
用动能定理对全程列式
由动能定理, A→B →C h
A
mgh – E=1/2×mv2
∴h=v2/2g+E/mg
v C B
例6. 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 ，运动中遇有空气阻力 ，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
一. 动能
1.功是过程量;动能是状态量，也是相对量．因为Ｖ为 瞬时速度，与参考系的选择有关,公式中的速度一般指 相对于地面的速度 ．
2.动能与动量大小的关系：
EK
P2 2m
P 2mEK
3.一个物体的动量发生变化，它的动能 一个物体的动能发生变化，它的动量
变化 变化
二、动能定理
1.用牛顿定律导出动能定理
(7)动能定理中涉及的物理量有Ｆ、Ｓ、ｍ、ｖ、Ｗ、 ＥＫ等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以 考虑使用动能定理。由于只需从力在整个位移内的功 和这段位移始末两状态动能变化去考察，无需注意其 中运动状态变化的细节，又由于动能和功都是标量， 无方向性，无论是直线运动或曲线运动，计算都有会 特别方便。
总之，无论做何种运动，只要不涉及加速度和时间， 就可考虑应用动能定理解决动力学问题。
三.应用动能定理解题的基本步骤：
大学物理动能定理 ppt课件
G
ha
b hb
19
(3) 弹性力作功
3-4 动能定理
F F'
o x Px
F kxi
dW kxdx
W
x2 Fdx
x1
x2 x1
kxdx
(
1 2
k x22
1 2
k x12
A
A F ds
r
F
ds
3
3-4 动能定理
讨论
(1) 功的正、负
0o 90o , dW 0
90 o
90 o
F180 od,r
dW 0 dW 0
(2) 作功的图示
F cos
W s2 F cos ds s1
o s1 ds
s
s2
4
3-4 动能定理
（3）功是一个过程量，与路径有关．
（4）合力v的功r，等r于各r分力的功的代数和． F F1 F2 F3
少与参照系无关;
15
3-4 动能定理
万有引力和弹性力作功的特点
(1) 万有引力作功
m' 对m 的万有引力为
F
G
m'm r2
er
m移动dr时，F作元功为
Am
rA
r dr
r dr
m' rB
B
dW
F
dr
G
m'm r2
er dr
16
3-4 动能定理
m从A到B的过程中F作功：
W
F
dr
B
A
G
dr
i * Fi
dr1 1
*A
F1
F
W
B
F