动能和动能定理 (2)ppt课件

1、17 7动能和动能定理 2在本章在本章“1 1追寻守恒量追寻守恒量”中，已经知道中，已经知道3与物体的质量和速度有关与物体的质量和速度有关4 结论：物体的质量越大，速度越大，它的动能就结论：物体的质量越大，速度越大，它的动能就 越大。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？那么，动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢？5一、探究动能的表达式一、探究动能的表达式重力做功重力做功WG重力势能重力势能mgh弹力做功弹力做功WF外力做功外力做功 w w弹性势能弹性势能kx2/2动能表达式？动能表达式？67推导推导F做功表达式的过程做功表达式的过程W=FLL= (v22 v12

2、 )/2aa=F/mW=?8W mv22 mv12末态初态9二二.动能动能10我们对动能的表达式我们对动能的表达式2的理解的理解1 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。、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 2、动能是状态量、动能是状态量.V.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。能。3 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，、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

3、动能，一般都以地面为参考系研究物体的运动。一般都以地面为参考系研究物体的运动。11 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。就越大。比如一只比如一只0.450.45千克的鸟，撞在速度为每小时千克的鸟，撞在速度为每小时8080千米的飞机上时，就会产生千米的飞机上时，就会产生15001500牛顿的牛顿的力，要是撞在速度为每小时力，

4、要是撞在速度为每小时960960千米的飞机上，那就要产生千米的飞机上，那就要产生21.621.6万牛顿的力。如果是一只万牛顿的力。如果是一只1.81.8千克的鸟撞在速度为每小时千克的鸟撞在速度为每小时 700700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大。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所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机的“炮弹炮弹”。 19621962年年1111月，赫赫有名的月，赫赫有名的“子爵号子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞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

5、酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在行，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。空中慢慢翱翔的天鹅。鸟击落飞机鸟击落飞机 对动能相对性的理解12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。难事故。13试比较下列每种情况下，甲、乙两物体的动能：试比较下

6、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，其他物理情况相除题意中提到的物理量外，其他物理情况相同同)总结：动能是标量，与速度方向无关；动能与总结：动能是标量，与速度方向无关；动能与 速度的平方成正比，因此速度对动能的速度的平方成正比，因此速度对动能的 影响更大。影响更大。物体甲的速度是乙的两倍；物体甲的速度是乙的两倍；物体甲向北运动，乙向南运动；物体甲向北运动，乙向南运动；物体甲做直线运动，乙做曲线运动；物体甲做直线运动，乙做曲线运动；物体甲的质量是乙的一半。物体甲的质量是乙的一半。乙甲EE4乙甲EE乙甲EE乙甲EE21415WEk2Ek1=EkW mv22 mv12三三.动

7、能定理动能定理16动能是标量，只有正值，但Ek有正负之分。有正负之分。v当外力做正功时，当外力做正功时，W0，故，故 Ek0，即，即Ek2Ek1 动能增加。动能增加。v当外力做负功时，当外力做负功时，W0，故，故Ek0 ， 即即Ek20，故，故Ek2Ek1，即动能增加，即动能增加 当外力做负功时，当外力做负功时，W0，故，故Ek2Ek1，即动能减少，即动能减少2、对状态与过程关系的理解对状态与过程关系的理解 功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。 动能定理表示了动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。过程量等于状态

8、量的改变量的关系。3、适用范围：、适用范围： 既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于恒力做功，也适用于变力做功； 既适用于直线运动，也适用于曲线运动。既适用于直线运动，也适用于曲线运动。22明确初末状态的动能明确初末状态的动能W合合mv22/2mv12/223v0=0m/sv=60m/sFfNG24N422222101.82svmkmgF2svmkmgF2sva2as0v makmg-FF 由上两式 由设合 根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律 的的作作用用。支支持持力力、牵牵引引力力和和阻阻力力，受受到到重重力力、飞飞机机做做匀匀加加速速直直线线运运动动解解：v0=0m/sv=60m/sF

9、fNG25sFf例例1、一架喷气式飞机，质量、一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞速度时，达到起飞速度 。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力）。求飞机受到的牵引力F。kgm3100 . 5ms2103 . 5smv/60GFN261 1找对象（常是单个物体）找对象（常是单个物体）解：对飞机解：对飞机 由动能定理有由动能定理有221mvkmgsFskmgsmvF228 . 9100 . 502. 0103 . 5260100 . 53

10、223N4108 . 1sF1F23 3确确定定各各力力做做功功4 4运动情况分析运动情况分析5 5建方程建方程2 2受受力力分分析析2721222121mvmvW总不涉及物理运动过程中的加速不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末度和时间，而只与物体的初末状态有关，在涉及有关的力学状态有关，在涉及有关的力学问题，优先应用动能定理。问题，优先应用动能定理。28应用3：变力做功29fGG H h分析：小球的下落过程根据受力情况可分为两段：小球的下落过程根据受力情况可分为两段：应用4：多过程1.一球从高出地面一球从高出地面H处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落到地面后并深入地面处由静止

11、自由落下，不考虑空气阻力，落到地面后并深入地面h深深处停止，若球的质量为处停止，若球的质量为m，求：球在落入地面以下的过程中受到的平均阻力。，求：球在落入地面以下的过程中受到的平均阻力。因此可以分两段求解，也可以按全过程求因此可以分两段求解，也可以按全过程求解解接触地面前做自由落体运动，只受重力接触地面前做自由落体运动，只受重力G作用；作用；接触地面后做减速运动，受重力接触地面后做减速运动，受重力G和阻力和阻力f作用。作用。30接触地面前接触地面前（2）全过程：）全过程：解：以球为研究对象，在下落的过程中受力如图，解：以球为研究对象，在下落的过程中受力如图，根据动能定理有根据动能定理有0212mvmgH2210mvfhmgh0fhhHmg解解 得：得：hHmgf1（1）分段求解分段求解 设小球在接触地面时的速度为设小球在接触地面时的速度为v，则，则接触地面后接触地面后Gf