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(共23张PPT)
3 动能 动能定理
第四章　机械能及其守恒定律
01
02
03
知道动能的定义会根据动能的表达式计算物体的动能。
教学目标
能应用动能定理解决简单的问题。
能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理。
04
会用实验证明动能定理。
在高尔夫运动中，同样是用杆击球，但球飞出去的速度却不同，这是为什么呢？
新课引入
流动的水
行驶的汽车
飞行的子弹
初中学习过：
1. 物体由于运动而具有的能叫作动能；
2. 物体的动能与质量、速度有关。物体的质量越大，速度越大，则动能越大。
一个物体能对其他物体做功，我们就说这个物体具有能量。
这些物体动能变化的原因是什么？动能如何定量表述？
外力做功
？
动能的变化
质量为m的某物体在光滑水平面上运动，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 ，外力做功多少？
F
x
v1
v2
物体在恒力作用下运动
想一想：怎样推导动能的表达式呢？
根据牛顿第二定律：
由运动学公式：
把F和x的表达式代入W=Fx得:
x
E
2
动能的表达式：
动能的单位：焦耳（J）
动能是标量：
质量：kg
速度：m/s
1J=1kg m2/s2
只有大小，没有方向，只能取零和正值。
一、动能 动能定理
当一定质量的物体的速度发生变化时，它的动能是否一定会发生变化呢？
对于一定质量的物体：
如果速度发生了变化，则动能不一定会发生变化；
如果动能发生了变化，则速度一定会发生变化。
通常情况下取地面为参考系。
动能是状态量
动能是具有相对性的
一定质量的物体在瞬时速度确定时，动能有唯一的确定的值。
动能定理
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动能的变化。
表达式：
Ek
W为力做的总功（过程量）
若力做正功，即W＞0，则Ek2＞Ek1 ，动能增大
若力做负功，即W＜0，则Ek2＜Ek1 ，动能减小
想一想：合外力做功应该怎么求呢？
1.功的公式：
2.功的标量性：
思考与讨论
【例题】民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面，若斜面高 3.2 m，斜面长6.5 m，质量为60 kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240 N，求人滑至底端时的速度大小，g取10 m/s2。
H
L
v0=0
θ
方法一：牛顿第二定律+运动学规律
mg
FN
f
v=？
典例分析
H
L
v0=0
θ
方法二：动能定理
mg
FN
f
ΔEk
WG+Wf
mgH f l
0
v=？
【例题】民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面，若斜面高 3.2 m，斜面长6.5 m，质量为60 kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240 N，求人滑至底端时的速度大小，g取10 m/s2。
典例分析
选过程，定对象；
析受力，算总功；
知运动，定初末；
列方程，细求解。
动能定理的应用—分析思路
动能定理的优点
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．
2、动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿运动解决这样一类问题非常困难．
二、 动能定理的实验证明
小车在砝码的拉动下由静止开始运动的过程中，小车的合外力（即拉力）对小车做功, 利用打点计时器记录它的运动情况。分析纸带的点迹的分布，计算出纸带上某两点的瞬时速度及对应的动能。比较合外力做功W合和动能变化ΔEk 的关系，如果在误差允许的范围内相等，则验证了在这个过程中外力对小车做的功等于它的动能的增量。
方案一
二、 动能定理的实验证明
方案二
使用拉力传感器和速度传感器如图示,平衡小车的摩擦力,拉力传感器记录小车受到的拉力大小,速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小,改变钩码的数量,分别得到对应拉力的功W和Δv2(即vA2－vB2),也可验证W∝Δv2.
二、动能定理
一、动能
三.动能定理的实验证明
内容
表达式
定义
表达式
课堂小结
1、一质量为1 kg的物体被人用手由静止向上提升1 m，这时物体的速度为2 m/s，则下列说法正确的是( )
A.手对物体做功12 J
B.合外力对物体做功12 J
C.合外力对物体做功2 J
D.物体克服重力做功10 J
ACD
跟踪练习
2、如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为( )
C
3、飞机起飞过程中，速度从v增大到2v，合外力做功为W1；速度从2v增大到3v，合外力做功为W2。则W1与W2的比值为（　　）
A.1∶1 B. 1∶3 C. 3∶5 D. 4∶9
C
谢谢
大家

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