第四章机械能及其守恒定律 第三节动能和动能定理（课件PPT）

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第三节 动能 动能定理学习目标1.通过实例，建立动能概念，理解动能、动能定理及其对构建能量观念的作用。2.通过动能定义式、动能定理的推导过程，学习构建物理模型的的方法，体现理性思维的方法和过程，培养并提高科学思维。3.会用动能定理解决实际问题，理解其中蕴含的科学方法。4.通过动能定理的应用实例分析，体会从能量观念的视角解决实际问题，加深对能量观念的理解和认识。外力做功？动能的变化感知动能一、动能(1)定义物体由于 而具有的能量称为动能。(2)影响动能大小的因素①动能的大小与运动物体的 有关，同一物体，速度越大，动能 。②动能的大小与运动物体的质量有关，同样速度，质量越大，动能 。(3)表达式：Ek＝ 。(4)单位： ，符号为： 。(5)标量只有 、没有 ，动能的大小与速度方向无关。 AC【点评】　动能是物体由于运动而具有的能，而不能说动能是运动物体具有的能，因为运动物体可能不仅具有动能，还可能具有势能。练：从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是（　　）　　AADCB光滑水平面上，质量为m的物体，在与运动方向总相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。试寻求这个过程中外力做的功与动能的关系。情景1若地面粗糙，物体所受摩擦力恒为f，这个过程中外力做的功与动能的关系又会如何？理论探究二、动能定理理论探究即W＝Ek2－Ek1＝ΔEk1.内容 对物体所做的功等于物体动能的变化量。2.表达式①W＝ 。②W＝ 。3.适用条件既适用于恒力对物体做功，也适用于变力对物体做功。既适用于物体做直线运动，也适用于物体做曲线运动。4.意义可以用 做功的多少来量度物体动能的变化量，如果外力做正功，物体的 ，外力做负功，物体的 。5.应用动能定理在日常生活、交通运输、军事科技等各方面应用比较广泛，如儿童滑梯、舰载机起飞等。例：关于做功和物体动能变化的关系，正确的是（　　）A.只要动力对物体做功，物体的动能就增加B.只要物体克服阻力做功，物体的动能就减少C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差D.动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化【解析】A、B错：不管是动力做功还是阻力做功，只要合力对物体做正功，物体的动能就增加，只要合力对物体做负功，物体的动能就减少。C对：根据动能定理可知，该说法正确。D错：动力和阻力都对物体做功，但所做总功可能为零，动能不变。 C　　　　　　三、动能定理的应用1.动能定理的基本应用例：［多选］在一滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB′（均可看作斜面），甲、乙两名质量相等的旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从A点由静止开始分别沿AB和AB′滑下，最后都停在水平沙面BC上，如图所示。设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面与水平面平滑连接，旅游者保持姿势坐在滑沙橇上不动。则下列说法中正确的是（　　）A.甲在B点的动能一定大于乙在B′点的动能B.甲滑行的总路程与乙滑行的总路程相等C.甲在斜面上滑行时克服摩擦力做功多D.甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移AD 应用动能定理解题的步骤（1）确定研究对象和研究过程，动能定理的研究对象一般是单个物体，如果是系统，那么系统内的物体运动状态要一致。（2）对研究对象进行受力分析。（3）写出该过程中合力做的功或分别写出各个力做的功（注意功的正负）。如果研究过程中物体的受力情况有变化，要分别写出在各个阶段中力做的功。（4）写出物体的初、末动能。（5）按照动能定理列式并求解。2.用动能定理解决变力做功问题  C点拨：变力做功不能直接利用公式W=Fscos α求解，但可以用动能定理求得合力做的功，进而解得某个变力做的功。3.用动能定理解决多过程问题如图所示，一个质量为m=2 kg的物块放在水平地面上，现在对物块施加一个大小为F=6 N的水平恒力，使物块从静止开始向右移动距离s=2 m后立即撤去F。物块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2。g取10 m/s2。求：（1）撤去F时，物块的速度大小；（2）撤去F后，物块还能滑行多远。 例：从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为（　　）A.2 kg B.1.5 kg C.1 kg D.0.5 kg解析：画出物体运动示意图，如图所示，设阻力为f，据动能定理知A→B（上升过程）：EkB-EkA=-（mg+f）hC→D（下落过程）：EkD-EkC=（mg-f）h整理以上两式得mgh=30 J，解得物体的质量m=1 kg，选项C正确。C◆多过程问题的求解方法当物体的运动包含多个不同过程时，首先分析每个过程各力的做功情况和物体的初、末动能，可分段应用动能定理列方程求解；当所求解的问题不涉及中间过程的速度时，也可以对整个过程应用动能定理列方程求解。4.用动能定理解决传送带问题  CD◆应用动能定理解决传送带问题对于传送带上的单个物体的多运动过程问题，既可以对运动过程进行分段研究，对每段使用动能定理，也可以对全过程使用动能定理，有时还需要二者结合使用，这类题涉及的知识点较多，需要通过动力学分析明确物体的受力情况和运动情况。用动能定理解决传送带问题时要注意：①传送带是否足够长②传送带转动方向与物体初速度方向及大小关系③μ与tan θ大小关系④v物=v带时：摩擦力发生突变，物体运动状态发生变化。谢谢！