2019物理同步大讲堂人教必修二课件:7.7 动能和动能定理2 .ppt
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1、7.动能和动能定理,一、动能 1.大小:Ek= 。 2.单位:国际单位制单位为_,1 J=1_= 1_。 3.标矢性:动能是_(A.矢量 B.标量),只有_,没有 方向。,焦耳,Nm,kgm2/s2,B,大小,二、动能定理 1.推导:如图所示,物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一段位移l,速度由v1增加到v2,此过程力F做的功为W。,ma,Fl,2al,2.内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这 个过程中_。 3.表达式:W=_ 。 4.适用范围:既适用于恒力做功,也适用于_; 既适用于直线运动,也适用于_。,动能的变化,Ek2-Ek1,变力做功,曲线运动,【思考辨
2、析】 (1)两个物体中,速度大的动能也大。 ( ) (2)某物体的速度加倍,它的动能也加倍。 ( ) (3)做匀速圆周运动的物体的动能保持不变。 ( ) (4)合外力不为零,物体的动能一定会变化。 ( ) (5)物体动能增加,则它的合外力一定做正功。 ( ),提示:(1)。动能的表达式为Ek= mv2,即物体的动能 大小由质量和速度大小共同决定,速度大的物体的动能 不一定大。 (2)。由Ek= mv2知,某物体的速度加倍,它的动能变 为原来的4倍。 (3)。由于匀速圆周运动的线速度大小不变,故由 Ek= mv2知做匀速圆周运动的物体的动能保持不变。,(4)。合外力不为零,合外力做功可能为零,此
3、时物体的动能不会变化。 (5)。根据动能定理可知,物体动能增加,它的合外力一定做正功。,【生活链接】 一架飞机在牵引力的作用下(不计阻力),在起飞跑道上加速运动,速度越来越大,问: (1)飞机的动能如何变化?为什么? (2)飞机的动能变化的原因是什么? (3)牵引力对飞机所做的功与飞机动能的变化之间有什么关系?,提示:(1)在起飞过程中,飞机的动能越来越大,因为飞机的速度在不断增大。 (2)由于牵引力对飞机做功,导致飞机的动能不断增大。 (3)据功能关系:牵引力做了多少功,飞机的动能就增大多少。由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系,我们可以根据做功的多少,来定量地确定动能。,运动员用力将
4、足球踢出,足球获得了动能;足球在草地上由于受到了阻力的作用,速度越来越小,动能越来越小。,(1)若外力对物体做功,该物体的动能总会增加吗? (2)如果物体对外做功,该物体的动能总会减少吗?做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢?,提示:(1)动能不一定会增加,当外力做正功时,动能增加,当外力做负功时,动能减小。 (2)动能不一定会减小,外力对物体做的总功等于物体动能的改变量。,知识点一 动能、动能定理的理解 探究导入: 设某物体的质量为m,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,如图所示。,(1)力F对物体所做的功是多大? (2)物体的加速度是多大? (3)物体的初
5、速度、末速度、位移之间有什么关系?,提示:这个过程中,力F所做的功为W=FL 根据牛顿第二定律F=ma 而 把F、L的表达式代入W=FL,可得F做的功W= 也就是W=,【归纳总结】 1.动能的“三性”: (1)相对性:选取不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,一般以地面为参考系。 (2)标量性:只有大小,没有方向;只有正值,没有负值。 (3)状态量:动能是表征物体运动状态的物理量,与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应。,2.动能变化量的理解: (1)表达式:Ek=Ek2-Ek1。 (2)物理意义:Ek0,表示动能增加;Ek0,表示动能减少。 (3)变化原因:物体动能的变化源自于合外力
6、做功。合力做正功,动能增加,做负功则动能减少。,3.动能定理的理解: (1)表达式:W=Ek=Ek2-Ek1,式中的W为外力对物体做的总功。 (2)研究对象及过程:动能定理的研究对象可以是单个物体也可以是相对静止的系统。动能定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段,也可以是运动全过程。,(3)普遍性:动能定理虽然可根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式推出,但动能定理本身既适用于恒力作用过程,也适用于变力作用过程;既适用于物体做直线运动的情况,也适用于物体做曲线运动的情况。,【典题通关】 考查角度1 动能的表达式 【典例1】(多选)在下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是 世纪金榜导学号
7、35684083( ),A.甲的速度是乙的2倍,甲的质量是乙的 B.甲的质量是乙的2倍,甲的速度是乙的 C.甲的质量是乙的4倍,甲的速度是乙的 D.质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动,【正确解答】选C、D。由动能的表达式Ek= mv2知选 项A、B错误,选项C正确。动能是标量,选项D正确。,考查角度2 对动能定理的理解 【典例2】关于动能定理,下列说法中正确的是 ( ) 世纪金榜导学号35684084 A.在某过程中,外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和 B.只要有力对物体做功,物体的动能就一定改变,C.动能定理只适用于直线运动,不适用于曲线运动 D.动能定理既适用于恒力
8、做功的情况,又适用于变力做功的情况,【正确解答】选D。外力做的总功等于各个力做功的代数和,故A错。力对物体做功的代数和为零时,动能不发生变化,故B错。根据动能定理的适用条件选D。,【过关训练】 1.下列关于运动物体所受合力做功和动能变化的关系正确的是 ( ) A.如果物体所受合力为零,根据W合=F合L得合力对物体做的功一定为零 B.如果合力对物体所做的功为零,则合力一定为零 C.物体在合力作用下做变速运动,动能一定发生变化 D.物体的动能不变,所受合力一定为零,【解析】选A。物体所受合力为零,则合力做功一定为零,A正确;如果合外力做的功为零,但合外力不一定为零,可能是物体的合外力和运动方向垂直
9、而不做功,B错误;物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变,所以做变速运动的物体,动能可能不变,C错误;物体动能不变,只能说合力不做功,但合力不一定为零,D错误。,2.关于动能概念及公式W=Ek2-Ek1的说法中正确的是 ( ) A.若物体速度在变化,则动能一定在变化 B.速度大的物体,动能一定大 C.W=Ek2-Ek1表示功可以变成能 D.动能的变化可以用合力做的功来量度,【解析】选D。速度是矢量,而动能是标量,若物体速度 只改变方向,不改变大小,则动能不变,A错;由Ek= mv2 知B错;动能定理W=Ek2-Ek1表示动能的变化可用合力做 的功来量度,但功和能是两个不同的概念,有着本
10、质的 区别,故C错,D正确。,【补偿训练】 (多选)一质量为0.1kg的小球,以5m/s的速度在光滑水平面上匀速运动,与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹,若以弹回的速度方向为正方向,则小球碰撞过程中的速度变化和动能变化分别是 ( ) A.v=10m/s B.v=0 C.Ek=1J D.Ek=0,【解析】选A、D。因为速度是矢量,故v=v2-v1=5m/s-(-5m/s)=10m/s。而动能是标量,初、末状态的速度大小相等,故动能相等,因此Ek=0。选项A、D正确。,知识点二 动能定理的应用 探究导入: 如图所示,物体(可视为质点)从长为L、倾角为的光滑斜面顶端由静止滑下。,(1)物体受几个力作用?各
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