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8.3动能和动能定理 课件—【新教材】人教版(2019)高中物理必修二
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这是一份8.3动能和动能定理 课件— 2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修二，共21页。
横县百合完全中学——韦衍虎8.3动能和动能定理问题导入 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？一、动能的表达式 质量为m的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对物体做功W=Fl由牛顿第二定律F=ma初末速度与位移的关系联立式子动能的表达式：①动能是标量，没有方向，只有大小，且只能是正值。o匀速圆周运动：EK不变3J+4J=7J动能的表达式：②单位：焦耳J，与功的单位相同。1N·m=1J1Kg（m2/s2）=1Kg·m/s2·mN④具有相对性③具有瞬时性某一时刻的动能←速度瞬时性Ek对于v状态量←速度相对性不同参考系Ek不同 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631kg,某时刻它的速度大小为7.6km/s,此时它的动能是多少？注意速度的单位用EK1表示用EK2表示W=EK2-EK1动能的变化力做的功正功负功动能↑动能↓二、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。W=EK2-EK1动能的变化力做的功同时受多个力W合=F合l或W合=W1+W2+W3+W4恒力、直线→变力、曲线微元分割课本例题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2.5×102m时，速度达到起飞速度80m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机平均牵引力的大小。 竖值方向的重力和支持力与运动方向垂直，垂直无功，只有水平方向的摩擦力与运动方向相反，做负功；牵引力与运动方向相同，做正功。先对飞机进行运动分析和受力分析、能量变分析。分析： 初动能为零，末动能不为零，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和阻力做功的代数和。0牵引力正功：F牵l阻力做负功：-F阻l解： 以飞机为研究对象，运用动能定理。左边相加等于右边相加：代入数据得：课本例题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37〫，重物离开地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的质量为50kg, g取10m/s2, cos37〫=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？ 先对重物进行运动分析和受力分析、能量变分析。把物体的运动分为上升甲乙、下落到地面乙丙和深入地面丙丁三个过程。分析： 上升阶段拉力做正功，重力做负功，下落阶段拉力无功，重力正功，且大小与上升阶段的相同，深入地面阶段有重力做正功，阻力做负功。初动能为零，末动能不为零，知道它在下落过程中增加的动能：深入过程动能减少为0。根据动能定理求解。0拉力做正功：F合l重力不做功解： （1）以重物为研究对象。甲丙阶段运用动能定理。左边相加等于右边相加：代入数据得：F合=2Fcos37〫=2×320×0.8=512N0阻力做负功：F阻l´重力做正功：mgl´左边相加等于右边相加：代入数据得：（2）同理丙丁过程找到初末状态的速度，以及过程的力做功情况。 演绎推理是从一般性结论推出个别性结论的方法，即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推出新结论的一种思维活动。 比如，在“动能定理”的推导过程中，其出发点是将牛顿第二定律作为已知的知识来考虑，然后经历一系列数学推导，从而得到新的结论 ——动能定理。演绎推理课堂练习例1：质量是8g的子弹，以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板，射穿后的速度是100m/s。子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大?解：先对子弹穿过木板进行运动分析和受力分析、能量变分析。阻力做负功，重力不做功，前后对比速度减少，即动能减少。应用动能定理即可。阻力做负功：-F阻d左边相加等于右边相加：代入数据得：例2：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3.2m，斜面长6.5m，质量60kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240N，求人滑至底端时的速度。请用动能定理解答本题。课堂练习解：先对人滑下斜面进行运动分析和受力分析、能量变分析。阻力做负功，重力做正功，支持力不做功，前后对比速度增加，即动能增加。应用动能定理即可。0阻力做负功：F阻l重力做正功：mgh左边相加等于右边相加：代入数据得：一、动能的表达式①m是物体的质量，v是物体的瞬时速率。②标量，只有大小，没有方向，且只能是正值。③动能的国际制单位是焦耳J，与功的单位相同。④动能是状态量，具有瞬时性和具有相对性。二、动能定理 在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。课堂小结
横县百合完全中学——韦衍虎8.3动能和动能定理问题导入 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？一、动能的表达式 质量为m的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对物体做功W=Fl由牛顿第二定律F=ma初末速度与位移的关系联立式子动能的表达式：①动能是标量，没有方向，只有大小，且只能是正值。o匀速圆周运动：EK不变3J+4J=7J动能的表达式：②单位：焦耳J，与功的单位相同。1N·m=1J1Kg（m2/s2）=1Kg·m/s2·mN④具有相对性③具有瞬时性某一时刻的动能←速度瞬时性Ek对于v状态量←速度相对性不同参考系Ek不同 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631kg,某时刻它的速度大小为7.6km/s,此时它的动能是多少？注意速度的单位用EK1表示用EK2表示W=EK2-EK1动能的变化力做的功正功负功动能↑动能↓二、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。W=EK2-EK1动能的变化力做的功同时受多个力W合=F合l或W合=W1+W2+W3+W4恒力、直线→变力、曲线微元分割课本例题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2.5×102m时，速度达到起飞速度80m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机平均牵引力的大小。 竖值方向的重力和支持力与运动方向垂直，垂直无功，只有水平方向的摩擦力与运动方向相反，做负功；牵引力与运动方向相同，做正功。先对飞机进行运动分析和受力分析、能量变分析。分析： 初动能为零，末动能不为零，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和阻力做功的代数和。0牵引力正功：F牵l阻力做负功：-F阻l解： 以飞机为研究对象，运用动能定理。左边相加等于右边相加：代入数据得：课本例题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37〫，重物离开地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的质量为50kg, g取10m/s2, cos37〫=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？ 先对重物进行运动分析和受力分析、能量变分析。把物体的运动分为上升甲乙、下落到地面乙丙和深入地面丙丁三个过程。分析： 上升阶段拉力做正功，重力做负功，下落阶段拉力无功，重力正功，且大小与上升阶段的相同，深入地面阶段有重力做正功，阻力做负功。初动能为零，末动能不为零，知道它在下落过程中增加的动能：深入过程动能减少为0。根据动能定理求解。0拉力做正功：F合l重力不做功解： （1）以重物为研究对象。甲丙阶段运用动能定理。左边相加等于右边相加：代入数据得：F合=2Fcos37〫=2×320×0.8=512N0阻力做负功：F阻l´重力做正功：mgl´左边相加等于右边相加：代入数据得：（2）同理丙丁过程找到初末状态的速度，以及过程的力做功情况。 演绎推理是从一般性结论推出个别性结论的方法，即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推出新结论的一种思维活动。 比如，在“动能定理”的推导过程中，其出发点是将牛顿第二定律作为已知的知识来考虑，然后经历一系列数学推导，从而得到新的结论 ——动能定理。演绎推理课堂练习例1：质量是8g的子弹，以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板，射穿后的速度是100m/s。子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大?解：先对子弹穿过木板进行运动分析和受力分析、能量变分析。阻力做负功，重力不做功，前后对比速度减少，即动能减少。应用动能定理即可。阻力做负功：-F阻d左边相加等于右边相加：代入数据得：例2：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3.2m，斜面长6.5m，质量60kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240N，求人滑至底端时的速度。请用动能定理解答本题。课堂练习解：先对人滑下斜面进行运动分析和受力分析、能量变分析。阻力做负功，重力做正功，支持力不做功，前后对比速度增加，即动能增加。应用动能定理即可。0阻力做负功：F阻l重力做正功：mgh左边相加等于右边相加：代入数据得：一、动能的表达式①m是物体的质量，v是物体的瞬时速率。②标量，只有大小，没有方向，且只能是正值。③动能的国际制单位是焦耳J，与功的单位相同。④动能是状态量，具有瞬时性和具有相对性。二、动能定理 在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。课堂小结
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