人教版高中物理必修二 （动能和动能定理）机械能守恒定律教学课件

动能和动能定理

复习回顾一、重力做的功

重力做功与路径无关，只与初末位置有关二、重力势能重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增大。重力势能的相对性:参考平面(零势能面）三、弹性势能物体的动能跟物体的质量和速度都有关系物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。弓箭在弓弦弹力的推动下获得动能。弹力越大，速度越大，动能越大。这时弹力对物体做了功。CONTENTS动能01动能定理02动能质量为m的物体在光滑水平面上运动，在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恒力F做的功W=Fl牛顿第二定律F=ma匀变速直线运动

2al=v22-v12动能的表达式表达式：Ek：物体的动能；m：物体的质量；v：瞬时速度焦耳(J)标量，无正负之分单位：量性：1J=1kg·m·s-2·m=1N·m动能是状态量。因为速度v是瞬时速度，所以动能具有瞬时性。动能具有相对性，选择不同的参考系，物体的速度可能不同，所以物体的动能也可能不相同，通常都以地面作为参考系研究物体的动能。1.(多选)关于动能的理解，下列说法正确的是()A.动能不可能是负的B.一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化C.动能不变的物体，一定处于平衡状态D.一定质量的物体的加速度为零，其动能不变ABD2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为631kg，某时刻它的速度大小为7.6km/s，此时它的动能是多少？×631×（7.6×103）2J≈1.8×1010J在得到动能的表达式后，可以写成Ek动能是标量，没有负值。具有瞬时性和相对性简单总结：总功等于末动能减去初动能动能定理定义：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。公式：W=Ek2-Ek1如果物体受到几个力的共同作用，动能定理中的力对物体做的功W即为合力做的功，等于各个力做功的代数和。FF阻FNmg此时W指物体所受所有力的总功动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况表达式的理解（1）动能定理中所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是任何其他的力。（2）动能定理中的W是指所有作用在物体上的外力的合力做的功，而不是某一力做的功。W可以为正功，也可以为负功。合力做正功时，物体的动能增加合力做负功时，物体的动能减少（3）Ek2、Ek1分别为初动能和末动能，可以Ek2大于Ek1也可以小于Ek1。两种关系（1）等值关系：某物体的动能变化量总等于合力对它做的功。（2）因果关系：合力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程，转化了多少由合力做了多少功来度量。研究对象及过程（1）研究对象:可以是单一物体，也可以是相对静止的系统。（2）研究过程:既可以是运动中的某一段过程，也可以是运动的全过程。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运动学公式推出，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，既适用于直线运动的情况，也适用于曲线运动的情况。物体沿直线运动的关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,则()A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2WC.从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD.从第3秒末到第4秒末合外力做功为﹣0.75WCD如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点时，与A点的竖直高度差为h，速度为v，重力加速度为g，不计空气阻力，则（）A.小球在B点动能小于mghB.由A到B小球重力势能减少C.由A到B小球克服弹力做功为mghD.小球到达位置时弹簧的弹性势能为AD有一质量为0.2kg的物块，从长为4m、倾角为30

光滑斜面顶端处由静止开始沿斜面滑下，斜面底端和水平面的接触处为很短的圆弧形，如图所示。物块和水平面间的动摩擦因数为0.2，求：(1)物块在水平面能滑行的距离；(2)物块克服摩擦力所做的功。(g取10m/s2)解：(1)设斜面长度为L，物块在水平面上能滑行的距离为l，由动能定理得mgLsin30

-μmgl=0-0解得：l=10m(2)设克服摩擦力所做的功为W，则-W=-μmgl解得：W=4J一、动能的表达式表达式：二、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：课堂小结THANKS谢谢聆听§8.1

功和功率

知识导入：3.当起重机水平方向匀速移动重物时，起重机对重物施加力吗？这个力做功了吗？问题：1、起重机竖直匀速提升重物时，起重机对重物施加力吗？方向如何？2.这个力做功吗？如何计算？知识导入：

起重机竖直匀速提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则重物受哪些力？这些力做功了吗？如何计算？

力对物体做的功等于力的大小与重物在力的方向上移动距离的乘积。

当起重机水平方向匀速移动重物时，受力情况如何？这些力做功了吗？一、做功的两个因素：⑴作用在物体上的力⑵物体在力的方向上移动的位移问题1：滑块在水平力F的作用下前进了l

，F对滑块做了多少功？lFF问题1：滑块在水平力F的作用下前进了l

，F对滑块做了多少功？lFF问题2：滑块在倾斜力F的作用下前进了l

时，F对滑块做了多少功？lFαFαFαF2F1问题2：滑块在倾斜力F的作用下前进了l

时，F对滑块做了多少功？lFαFαFαF2F1问题2：滑块在倾斜力F的作用下前进了l

时，F对滑块做了多少功？lFαFαW1=F1l=Fl

COSαFαF2F1问题2：滑块在倾斜力F的作用下前进了l

时，F对滑块做了多少功？lFαFαW1=F1l=Fl

COSαW2=0FαF2F1问题2：滑块在倾斜力F的作用下前进了l

时，F对滑块做了多少功？lFαFαW1=F1l=Fl

COSαW2=0W=W1+W2W=FlCOSα2、公式：W=Flcosα1、大小：力对物体所做的功，等于力的大小F、位移的大小l（作用点在物体上）、力的方向与位移方向夹角余弦α这三者的乘积。二、功的计算：注意：F：恒力l:力的作用点的位移α

：力的方向、位移的方向的夹角二、功的计算：3、单位：焦耳（焦）符号：

J１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m4、功是标量5、是过程量，功一定要指明是哪个力对物体做的功6、总功等于各个力对物体所做功的代数和，也就是合力对物体所做的功。αCOSαW物理意义W=FlcosααCOSαW物理意义α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πCOSα=0COSα＞0COSα＜0W=0W＞0W＜0表示力F对物体不做功表示力F对物体做正功表示力F对物体做负功W=Flcosα三、正功和负功：1.正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。2.负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。三、正功和负功：一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）。“+”、“-”不表示方向相反，仅表示不同做功的效果，比较大小时，“+”“-”不参与大小的比较，只比较功的绝对值。

一个质量是m=150kg的雪撬，受到与水平方向成37°角的斜向上拉力F=500N的作用，在水平面上移动的距离为L=5m。物体与地面的滑动摩擦力Ff=100N。求拉力F和滑动摩擦力Ff做的功,以及雪橇所受合力的总功。例题一：解：拉力做功：

摩擦力做功：因为重力和支持力与运动方向垂直，所以所以Fα起重机编号被吊物体重力匀速上升速度上升的高度所用时间做功大小A2.0×103N4m/s16m4s3.2×104JB4.0×103N3m/s12m4s4.8×104JC1.6×103N2m/s20m10s3.2×104J建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：（1）三台起重机哪台做功最多？（2）哪台做功快？怎样比较它们做功的快慢呢？5.物理意义：功率是表示力对物体做功快慢的物理量。2.公式：：比值法定义4.功率也是标量3.功率的单位：瓦特（W）1kW=1000W四、功率：1.定义：如果从开始计时到时刻t这段时间内，力做的功为W，则功W与完成这些功所用的时间t之比叫做功率。（一）功率：

在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。

在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：1、汽车的功率就是汽车牵引力的功率2、起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率例题二：关于功率，下列说法中正确的是（）A、功率是说明做功多少的物理量B、功率是说明力做功快慢的物理量C、做功时间越长，功率一定小D、力做功越多，功率一定大B已知公式，又有所以有又因为，于是上式也可写为1.平均功率：描述一段时间内做功的平均快慢表达式：（1）（2）

(v:平均速度;α:力的方向与平均速度的方向的夹角）（二）平均功率和瞬时功率：2.瞬时功率：描述某一时刻做功的快慢表达式：（1）（

t→0）（2）（v：瞬时速度；α：力的方向与瞬时速度方向的夹角）（二）平均功率和瞬时功率：思考：若F与v同向，则P=Fv.从P=Fv可以看出，汽车等交通工具和起重器械，当发动机的输出功率P一定时，牵引力F与速度v成反比。你认为应该怎样增大它的牵引力呢？1、额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值．2、实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率．3、机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率．（三）额定功率和实际功率：已知该车最大功率为170kW，在水平路面上行驶时受到的阻力为5000N。（1）汽车在额定功率下匀速行驶时的速度是多少？解：（1）汽车在路面匀速行驶时，牵引力等于阻力。根据公式，可得例题三：已知该车最大功率为170kW，在水平路面上行驶时受到的阻力为5000N。（2）假设汽车匀速行驶速度为54km/h时所受阻力不变，则此时汽车的实际功率为多少？解：（2）当汽车速度时，有