人教版（2019）高中物理必修第二册第八章第3节《动能和动能定理》课件PPT

动能和动能定理人教版（2019）第八章第1节学习目标CONTENTS0301通过力对物体做功的分析确定动能的表达式，加深对功能关系的理解.能够从功的表达式、牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理。理解动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象或者解决实际问题。功和功率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？问题动能的表达式质量为 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恒力F做功动能动能及理解1.定义：物体由于物体运动而具有的能量。3.单位：焦耳（J） 1J=1kg·m2/s2 2.表达式：4.标量：遵从代数运算法则，且只有正值。5.状态量:对应某一时刻或某一位置，动能具有相对性。思考与讨论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？总结与思考动能与物体的质量m和运动的速度v有关，且质量越大，速度越大，动能越大。功是能量转化的量度，重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹性势能的变化。那么动能和力做功有关吗？接下来我们通过两个例题来加以说明动能定理质量为 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，试求这个过程中合外力做的功？恒力F做功初动能末动能末动能动能定理粗糙水平面上，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。合外力做功初动能问题与思考通过以上两个例题，你发现功和动能之间有什么关系了吗？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。这个结论叫作动能定理（theorem of kinetic energy）。(1)合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1 ，动能增大；(2)合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1 ，动能减小。说明：动能定理的适用范围(1)既适用于直线运动,又适用于曲线运动(2)既适用于恒力做功,又适用于变力做功(3)力可以是各种性质的力,这些力既可以同时作用,又可以分阶段作用.这是利用动能定理解题的优越性.动能定理的理解和应用应用动能定理的基本流程例题1一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104 kg，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。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， 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？练习与应用1. 改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况下，汽车的动能各是原来的几倍？A．质量不变，速度增大到原来的2倍B．速度不变，质量增大到原来的2倍C．质量减半，速度增大到原来的4倍D．速度减半，质量增大到原来的4倍2. 把一辆汽车的速度从 10 km/h 加速到20 km/h，或者从50 km/h加速到60 km/h，哪种情况做的功比较多？通过计算说明。练习与应用3. 质量为8g的子弹，以300 m/s的速度射入厚度为5 cm的固定木板（图8.3-5），射穿后的速度是100 m/s。子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大？练习与应用4. 我们曾在第四章中用牛顿运动定律解答过一个问题：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。请用动能定理解答。5. 运动员把质量为 400g 的足球踢出后（图8.3-6），某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是5m，在最高点的速度为20m/s。不考虑空气阻力，g取10m/s2。请你根据这个估计，计算运动员踢球时对足球做的功。对点训练——动能定律的基本应用（多选）（2021·辽宁高考）冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一。某冰滑梯的示意图如图所示，螺旋滑道的摩擦可忽略；倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数μ相同，因滑板不同，μ满足μ0≤μ≤1.2μ0。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，且滑行结束时停止在水平滑道上，以下L1、L2的组合符合设计要求的是（　　）　　答案　CD对点训练——应用动能定理处理曲线运动（2022·全国甲卷）北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于（　　）解析：D　对点训练——应用动能定理计算变力做功 解析：BD