资源简介

(共20张PPT)
第八章 机械能守恒定律
第三节 动能和动能定理
思考：物体的动能与哪些因素有关？
动能与物体的质量m和运动的速度v有关，且质量越大，速度越大，动能越大。
物体由于运动而具有的能叫动能。
动 能
1、概念：物体由于运动具有的能量叫做动能。
2、定义式：
1
2
Ek= mv2
3、性质：
动能是描述物体运动状态的物理量。
动能是标量，只有大小，没有方向，计算为正值。
动能是状态量，具有瞬时性，相对性。
单位：焦耳（J）【1J=1kg·m2/s2】
练习：思考判断
（1）动能是机械能的一种，凡是运动的物体都具有动能 （ ）
（2）动能总是非负值 （ ）
（3）两个物体中，速度大的动能也大。 （ ）
（4）某物体的速度加倍，它的动能也加倍。（ ）
（5）做匀速圆周运动的物体动能保持不变 （ ）
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)
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。
①物体甲做直线运动，乙做曲线运动；
②物体甲向北运动，乙向南运动；
③物体甲的速度是乙的两倍；
④物体甲的质量是乙的一半。
（2）该过程中F产生的加速度是多少？
（3）能否用v1、v2、a 表示位移L？
（4）将（2）（3）式代入（1）式将得到什么？
如图所示，一个质量为m的物体在恒力F的作用下沿光滑水平面由A位置运动到B位置，前进的位移为l，A位置时的速度为v1，B位置时的速度为v2。
（1）该过程中F做多少功？
W=FL
由牛顿第二定律得：F=ma
粗糙水平面上，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，已知阻力恒定为f，试求这个过程中合外力做的功。
根据牛顿第二定律有: F-f＝ma
速度与位移的关系式：
得：
= ma×
整理得：
W合＝( F-f )l
外力的总功
末状态动能
初状态动能
1、合外力做功。
2、外力做功之和。
动能变化
和某一过程（始末状态）相对应。
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
等号并不意味着“功转化成动能”，也不是“功是动能的增量”，而是“功引起动能的变化”。体会“功是能量转化的量度”
文字表述：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
对动能定理的理解
a、力对“物体”做功与“物体”动能变化中“物体”要相同，即同一物体.
三个相同
b、由于动能定理式子中的x、v跟参考系的选取有关，应取同一参考系---地球.
c、物体做功的“过程”应与物体动能变化的“过程”一样，即同一过程.
如图所示，AB为固定在竖直平面内的 光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R。质量为m的小球由A点静止释放，求：
(1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；
(2)小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力FN的大小；
(3)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰达最高点D，D到地面的高度为H（己知h二、动能定理
动力学问题两种解法的比较：
比较 项 牛顿运动定律和运动学公式结合 动能定理
适用 条件 只能研究在恒力作用下物体做直线运动的情况 对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线运动或曲线运动均适用
应用 方法 要考虑运动过程的每一个细节 只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能，不关注细节
运算 方法 矢量运算 代数运算
人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：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？
【解析】（1）两根绳子对重物的合力
F合＝ 2 F cos 37°＝2×320×0.8 N＝512 N
由A至E的过程中，应用动能定理可得
（2）由E到F的过程中，应用动能定理可得
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8.3×103Ｎ
H
B
A
mg
T合
mg
C
D
E
F
【例1】如图为高速摄影机
拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照
片。子弹击中苹果前的瞬间速度
约为900m/s，穿出苹果瞬间的速
度约为为800m/s，子弹的质量约为20g ，在苹果中穿行的路径约为10cm。试估算子弹穿过苹果的过程中对苹果的平均冲力？
拓展应用
解：对子弹由动能定理有
1、选对象
v
2确定各力做功
4列方程
2受力分析
动能定理
G
FN
由牛顿第三定律，苹果受的平均冲力为
3分析运动，定初末
f
总结：动能定理解题步骤
1、定对象，选过程；
2、析受力，算总功；
3、知运动，定初末；
4、列方程，细求解。

展开更多......

收起↑