77动能和动能定理(新课标)

总功 末动能 初动能
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． -----动能定理
动能定理说明了功和能的密切关系，即做功的过程 是能量转化的过程。体会“功是能量转化的量度”。
二 动能定理 1、动能定理：合力所做的功等于物体动能的变化。
2、表达式：
W合
1 2
mv22
1 2
mv12
生对球做的功是（
）
A. 200J
B. 16J
C. 1000J
D. 无法确定
化学能
做功
能量转化
动能
WF
1 2
mv2
0
16J
例题3：
重10kg的物体放在光滑的水平面上，将F=50N
的水平恒力作用在该物体上，使物体由静止开始
做匀加速直线运动，经过t=4S后撤去力F，求4S
末物体的动能是多少？
解法一
解法二
请同学们推导出F做功的表达式
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 ，速度由v1增加到v2，如 图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导 出力F对物体做功的表达式。
根据牛顿第二定律
F ma
v22 v12 2al
l v22 v12 2a
WF Fl
ma v2Hale Waihona Puke Baidu v12 2a
（1）动能是标量，且只有正值
（2）动能具有瞬时性，在某一时刻，物体具有一定的速 度，也就具有一定的动能。
（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，一般都以地面为参考 系研究物体的运动。
我们得到动能的表达式后
W
1 2
mv22
1 2
mv12
可以写成 W EK 2 EK1
7
动能和动能定理
在本章“1．追寻守恒量”中，已经知道
物体由于 运动而具 有的能叫 做动能
动能的表达式
可能与那几个 物理量有关？
动能的表达式可能与那几个 物理量有关？
与物体的 质量和速 度有关
寻找动能的表达式？
重力做功WG 弹力做功WF 合外力做功W
重力势能mgh
弹性势能 1 kl2 2
动能表达式？
a=F/m=5m/s2
a=F/m=5m/s2
当4S末时物体的速度为 v=at=20m/s
当4S末时物体的位移为 s=1/2 at2=40m
由动能定理得：
此时物体的动能为 EK=1/2 mv2=2 ×103J
FS=EK-0 解得物体的动能为：
EK=2 ×103J
动能定理的优点在哪里呢?
例题3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．（如例题3）
2、动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题， 而牛顿运动定律解决这样一类问题非常困难．
例题4：
一辆质量为m，速度为v0的汽车在关闭发 动机后于水平地面滑行了距离l后停下来， 试求汽车受到的阻力．
通过以前的学习我们知道，做功的过程是能 量从一种形式转化为另一种形式的过程．在上面 的例题中，阻力做功，汽车的动能到哪里去了?
W合的含义：
W合 F合 l cos
W合 W1 W2 W3 （代数和）
3、动能定理的理解及应用要点： ①既适用于恒力做功，也适用于变力做功.
②既适用于直线运动，也适用于曲线运动。
③既适用于单一运动过程，也适用于运动的全 过程。
④动能定理中的位移和速度必须是相对于同一 个参考系.一般以地面为参考系.
1 2
mv22
1 2
mv12
1 从上面式子可以看出，2
mv
2很可能是一个具有特定
意义的物理量。因为这个量在过程结束时和过程开
始时的差，刚好等于力对物体做的功，所以 1 mv2
应该是我们寻找的动能的表达式。
2
一 动能
1、动能的表达式
EK
1 mv2 2
单位：焦耳 1kg·m2/s2=1N·m=1J
2、我们对动能的表达式的理解
汽车的动能在汽车与地面的摩擦过程中转化成 内能，以热的形式表现出来，使汽车与地面间的 接触面温度升高．
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．动能的单位和标量性
4．Ek=
1 2
mv2
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．利用动能定理解题的步骤和优点
例题1：
一架喷气式飞机，质量ｍ＝
5×103 kg，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。
例题2： 一学生用100N的力将静置于地面的质量为0.5kg的
球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m远，则该学
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，在涉及有关的力学 问题，应优先考虑应用动能定理。
4、应用动能定理解题的一般步骤： ①确定研究对象，明确运动过程. ②明确始末状态，确定其动能
③对研究对象进行受力分析，找出各力所做 的或合力做的总功。 ④根据动能定理列方程。
⑤求解并验算.