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第七章 机械能守恒定律
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7. 动能和动能定理
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人教版(2003)高中物理必修二第七章机械能守恒定律—— 7.7动能和动能定理
人教版(2003)高中物理必修二第七章机械能守恒定律—— 7.7动能和动能定理
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7.7动能和动能定理 1.知道动能的定义、单位和表达式,理解动能的特点;2.能根据牛顿第二定律和运动学公式推导动能定理;3.掌握用动能定理解题的步骤;学习目标 复习引入:物体动能表达式中可能包含v2这个因子。探究动能的决定因素 探究动能的决定因素 设物体的质量为m,在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移l,速度由v1增加到v2,如何用m和v表示力F做的功。探究动能的决定因素 根据牛顿第二定律探究动能的决定因素 从上面式子可以看出,很可能是一个具有特定意义的物理量。因为这个量在过程终了时和过程开始时的差,刚好等于力对物体做的功,所以应该是我们寻找的动能的表达式。功的表达式为:探究动能的决定因素 1.定义:物体由于运动而具有的能叫做动能2.动能的大小:3.单位:焦(J)一、动能动能 4.说明:(1)动能是标量,动能只有正值,没有负值。(2)动能是状态量,公式中的v是瞬时速度。(3)动能具有相对性,一般取地面为参考系。动能 水的动能 导弹的动能 动能的相对性 例1.下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是()A.甲的速度是乙的2倍,乙的质量是甲的2倍B.甲的质量是乙的2倍,乙的速度是甲的2倍C.甲的质量是乙的4倍,乙的速度是甲的2倍D.质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动CD 动能定理W合=Ek2-Ek1合力做的功末态的动能初态的动能W合=-mv1212mv2212动能定理:力在一个过程中对物体所做的功等于物体动能的变化。求总功的方法? 例1.一架喷气式飞机,质量m=5×103kg,当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l=5.3×102m时,达到起飞速度v=60m/s,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k倍(k=0.02),求飞机受到的牵引力。 解题: 1.选择研究对象,分析研究对象的受力情况。2.计算研究对象所受各力在运动过程中对物体做功的大小和正负。3.明确物体在运动过程中始、末状态,及动能的大小。4.根据动能定理,列出具体方程式。5.代入数值,计算结果。关键:1.正确计算物体所受外力做的总功;2.明确物体在运动过程中初、末状态的动能值。解题步骤动能定理 解:①牛顿定律及运动学公式②动能定理 说明①动能定理的优点是不必追究全过程的运动性质和状态变化的细节,解题时优于牛顿运动定律。动能定理 例题2.一铅球从高出地面H米处由静止自由落下,不考虑空气阻力,落至地面后陷入地面h米深处停止,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?hH 解法一:分段列式自由下落:沙坑减速:解法二:全程列式V ②W为合力做的总功,在某一过程中,各力的功可以是同时的,也可以是不同阶段的,运用动能定理有分段列式法和全程列式法。说明动能定理 例题3.某人从距地面25m高处斜上抛出一小球,小球质量100g,出手时速度大小为10m/s,落地时速度大小为16m/s,取g=10m/s2,试求:(1)人抛球时对小球做多少功?(2)小球在空中运动时克服阻力做功多少?V0HV 解:(1)人抛球:(2)球在空中:注意:列式时要注意W合和△Ek的正负代入数据解得所以克服阻力做了17.2J的功 ③动能定理即适用于直线运动,也适用于物曲线运动的;即适用于恒力做功,也适用于变力做功,动能定理提供了一种计算变力做功的简便方法。说明动能定理 1.动能:物体由于运动而具有的能。2.动能定理:合外力对物体做的总功,等于物体动能的变化。
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