高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理教学课件ppt，共20页。PPT课件主要包含了教学目标，新课导入，动能的表达式，思考与讨论，末动能，初动能，动能定理，对动能定理的理解等内容，欢迎下载使用。
1．知道动能的定义和表达式。 2．理解动能定理的含义，会推导动能定理。3．能用动能定理进行相关分析和计算。
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。炮弹在炮筒内推力的作用下速度越来越大，动能增加。这种情况下推力对物体做了功。
你还能举出其他例子，说明动能和力做的功有关吗？这对于定量研究动能有什么启发呢？
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
“ ”代表什么？
在物理学中，这个量表示物体的动能。
3、单位：焦耳（J） 1 J＝1 kg·m2·s－2
1、定义：物体由于运动而具有的能量。
4、动能的“四性”(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)状态性：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。(3)标量性：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值。(4)瞬时性：动能具有瞬时性，与某一时刻或某一位置的速率相对应。
2016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631 kg，某时刻它的速度大小为 7.6 km/s，此时它的动能是多少？
1、动能定理：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。
动能定理表明：不管是恒力做功还是变力做功，最终做功的代数和（合力做的功）等于动能的变化量。这也表明动能的变化量只看结果不看过程。
不仅适用于恒力做功和直线运动，也适用于变力做功和曲线运动情况
(1)表达式W＝ΔEk中的W为外力对物体做的总功．
(2)动能定理描述了做功和动能变化的两种关系．①等值关系：物体动能的变化量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，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的功来度量．
(1)动能定理说明了外力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能，而是意味着“功引起物体动能的变化”，即物体动能的变化是通过外力做功的过程来实现的。(2)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。
(3)适用范围 动能定理应用广泛，直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功等各种情况均适用。
4、应用动能定理解题的步骤(1)选取研究对象，明确它的运动过程；(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：受哪些力―→各力是否做功―→做正功还是负功―→做多少功―→各力做功的代数和(3)明确研究对象在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2；(4)列出动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解。
1）定对象，选过程； 2）析受力，知运动； 3）定初末，算总功； 4）列方程，细求解。
确定初末状态，分析该过程中各力做的功及动能变化。
根据动能定理列方程求解。并对结果进行必要的讨论。
注意各力做功的正负情况
5、动能定理与牛顿定律解题的比较
两种思路对比可看出应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错。
(1)动能定理的研究对象是单一物体，或者是可以看作单一物体的物体系统。(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式。当题目涉及位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速度问题时也要优先考虑动能定理。(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑也可整个过程考虑。但求功时，有些力不是全过程都做功，必须根据不同的情况分别对待求出总功。
【例题1】一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移l达到 2.5×103m 时，速度达到起飞速度 80 m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的 1/50 。g取 10 m/s2，求飞机平均牵引力的大小。
分析 本题已知飞机滑跑过程的始、末速度，因而能够知道它在滑跑过程中增加的动能。根据动能定理，动能的增加等于牵引力做功和阻力做功的代数和。如图 ，在整个过程中，牵引力对飞机做正功、阻力做负功。由于飞机的位移和所受阻力已知，因而可以求得牵引力的大小
飞机平均牵引力的大小是 1.04×105N。
【例题2】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， cs 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？
分析 如图8.3-4，甲表示重物在地面上受到人的作用力，乙表示上升30 cm后人停止施力，丙表示刚落地，丁表示砸深地面2 cm后静止。重物落地时的速度，即丙中重物的速度，可以对从甲至丙这一过程应用动能定理来求解。重物对地面冲击力的大小与从丙至丁这一过程中重物所受阻力的大小相等，可以对这一过程应用动能定理来求解。
解 （1）两根绳子对重物的合力 F合＝ 2 F cs 37°＝2×320×0.8 N＝512 N 由甲至丙只有绳子的拉力做功，应用动能定理可得
（2）由丙到丁的过程中，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 × 103 Ｎ