高中物理必修2教案77动能和动能定理精品PPT课件

鸟本身速度不快，质量也不大，但相对于飞机来说，由 于飞机速度很快，所以它们相互靠近的速度很快，因此， 鸟相对飞机的速度很快，具有很大的相对动能，当两者 相撞时，会造成严重的空难事故。
对动能相对性的理解
鸟击落飞机
我们知道，运动是相对的。当鸟儿与飞机相对而行时，虽 然鸟儿的速度不是很大，但是飞机的飞行速度很大，这样对于 飞机来说，鸟儿的速度就很大。速度越大，撞击的力量就越大。
W=FL
L= (v22 v － 12 )/2a
a=F/m
W=?
结果与思考
W＝
末态
mv22－
初态
mv12
初态和末态的表达式均为“mv2/2”，
这个“mv2/2”代表什么？
二.动能
单位：焦耳（J）
v为物体的瞬时 速度
Ek＝ mv2
m为物体的质量
我们对动能的表达式Ek＝mv2/2的理解
1、动能是标量，且只有正值，动能只与物体 的速度大小有关，与速度方向无关。 2、动能是状态量.V是瞬时速度。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。
⑴受力分析，确定各力做功及其正负 ⑵确定初、末速度,明确初末状态的动能 3.由动能定理列方程：
W合＝mv22/2－mv12/2
应用1：恒力+直线运动
例2、一架喷气式飞机，质量 m5.0103kg，起飞过
程中从静止开始滑跑的路程为 s5.3102m时，达到
起飞速度v6m 0/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F。
7.7动能和动能定理
回 顾
在本章“7.1追寻守恒量”中，已经知道
物体由于运动而 具有的能量叫做动 能。
龙卷风
海啸
风力发电
思考：物体的动能与哪些因素有 关？是什么样的关系？
与物体的质量和速度有 关
结论：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的关系呢？
1962年11月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰 州伊利奥特市上空平稳地飞行，突然一声巨响，飞机从高空栽 了下来。事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在空中慢 慢翱翔的天鹅。
试比较下列每种情况下，甲、乙两物体的动
能：(除题意中提到的物理量外，其他物理
情况相同)
①物体甲的速度是乙的两倍；
E甲4E乙
应用2：恒力+曲线运动
例4、在h高处，以初速度v0向水平方向抛出一小球
，不计空气阻力，小球着地时速度大小为（
）C
W总12m2v2 12m1v2
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，优先应 用动能定理。
应用3：变力做功
一质量为 m的小球，用长为L 的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉 力F作用下，从平衡位置P点很缓慢 地移动到Q点，细线偏离竖直方向 的角度为θ，如图所示。则拉力F 做的功是：（ C）
思考与讨论（二）
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?
把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运 动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这 样也能得到动能定理．
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） 2.作二分析：
②物体甲向北运动，乙向南运动； E甲 E乙
③物体甲做直线运动，乙做曲线运动； E甲 E乙
④物体甲的质量是乙的一半。
2E甲E乙
总结：动能是标量，与速度方向无关；动能 与速度的平方成正比，因此速度对动能的影 响更大。
随堂练习
关于动能的理解，下列说法正确的是： ( BC )
A、一定质量的物体，速度变化时，动能一定
当外力做正功时，W>0，故 △Ek>0， 即Ek2>Ek1 动能增加。 当外力做负功时，W<0，故△Ek<0， 即Ek2<Ek1 动能减少。
思考与讨论（一）
如果物体受到几个力作用,动能定理中的W表示的物理意 义是什么？
合力所做的总功。
动能定理表述为：
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。
比如一只0.45千克的鸟，撞在速度为每小时80千米的飞机 上时，就会产生1500牛顿的力，要是撞在速度为每小时960千 米的飞机上，那就要产生21.6万牛顿的力。如果是一只1.8千 克的鸟撞在速度为每小时 700千米的飞机上，产生的冲击力比 炮弹的冲击力还要大。所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机 的“炮弹”。
多个力作用 W合＝Ek2－Ek1
W=W1+W2+W3+… W=F合lcosα
W合＝Ek2－Ek1 W合＝mv22/2－mv12/2
举例说明
上一节课做实验探究物体速度与力做功之 间的关系时，曾经采用的一种方法是平衡 摩擦力，实际上这时小车受到的橡皮筋的 拉力就等于物体所受的合力．
一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下， 在跑道上加速运动．速度越来越大，动能 越来越大．这个过程中是牵引力和阻力都 做功，牵引力做正功，阻力做负功，牵引 力和阻力的合力做了多少功，飞机的动能 就变化了多少．
变化。
B、一定质量的物体，速度不变时，动能一定不
变。 C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变 化。
D、一定质量的物体，动能不变时，速度一定不
变。
三.动能定理
W＝ mv22－ mv12
改 写
W＝Ek2－Ek1=△Ek
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。
动能是标量，只有正值，但△Ekwenku.baidu.com有正负之分。
s
FN
F
f
G
解：对飞机 1找对象（常是单个物体）
s
F1
2 受 力 分 析
由动能定理有
4运动情况分析
F2
Fskmgs1mv2
3
2
确 定 各
F mv2 kmg 2s
5建方程
力
5 .0 130 620 0 .0 2 5 .0 130 9 .8
做
25 .3 120
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。
一、探究动能的表达式
重力做功WG
弹力做功WF
w 外力做功
重力势能mgh
弹性势能 kx2/2 动能表达式？
设质量为m的某物体，在与运动 方向总相同的恒力F的作用下发生一 段位移l，速度由v1增加到v2，如图所 示。试寻求这个过程中力F做的功与 v1、v2的关系？
F v1
v2
推导F做功表达式的过程