高中物理人教版 (2019)必修 第二册动能和动能定理教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册动能和动能定理教学ppt课件，共9页。PPT课件主要包含了3动能和动能定理，表达式，动能定理，W合＝Ek2－Ek1，合力的功，末动能，初动能，动能定理的应用，课堂总结，练习与应用等内容，欢迎下载使用。
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？
1. 动能 2. 动能定理 3.动能定理的应用 4.课堂总结 5. 练习与应用 6. 提升训练
物体的质量为 m，在恒定外力 F 的作用下发生一段位移 l，速度由 v1 增加到 v2，如图所示，水平面光滑.推导出力 F 对物体做功的表达式。已知量：v1、v2 和 m.
1．外力对物体做的功是多大？2．物体的加速度是多大？3．物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？4．结合上述三式能推导出什么关系式？
根据牛顿第二定律 F = ma
物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。
（1）公式中v是瞬时速度，对地速度；
（2）国际单位为焦耳（J）；
（物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半）
动能是标量，且只有正值，动能只与物体的速度大小有关，与速度方向无关。
物体的动能变化时，速度一定变化；速度变化时，动能不一定变化。
3. 对动能表达式 的理解
【例1】(2024·泰安市高一期中)改变汽车的质量和速度，就可能使汽车的动能发生改变。下列几种情况中，汽车的动能未发生变化的是A.质量减半，速度增大到原来的2倍B.速度减半，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
1 内容：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。
(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。
4.动能定理的适用范围：
(1)恒力做功或变力做功；
(2)直线运动或曲线运动；
(3)单个物体或多个物体；
(4)一个过程或全过程。
【例2】如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功
【解析】设拉力做的功为W拉，克服摩擦力做的功为W克f，由题意知，W拉-W克f =ΔEk，则W拉>ΔEk，A项正确，B项错误；W克f与ΔEk的大小关系不确定，C、D项错误。
【总结提升】应用动能定理解题的一般步骤1.选取研究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程。2.对研究对象进行受力分析，明确各个力做功的情况，求出外力做功的代数和。3.明确物体在初、末状态的动能Ek1、Ek2。4.列出动能定理的方程W=Ek2-Ek1，结合其他必要的辅助方程求解并验算。
1.利用动能定理求变力做功
(1)动能定理不仅适用于求恒力做的功，也适用于求变力做的功，同时因为不涉及变力作用的过程分析，应用非常方便.(2)当物体受到一个变力和几个恒力作用时，可以用动能定理间接求变力做的功，即W变＋W其他＝ΔEk.
（1）首先看清楚图像的种类(如v-t图像、F-x图像、Ek-x图像等)。（2）挖掘图像的隐含条件，求出所需物理量，如利用v-t图像与t轴所包围“面积”求位移，利用F-x图像与x轴所包围“面积”求功，利用Ek-x图像的斜率求合力等。（3）再分析还有哪些力做功，根据动能定理列方程，求出相应的物理量。
2.动能定理与图像的结合
【例4】(多选)(2024·北京市海淀区高一期中)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vmax后，立即关闭发动机直至静止，v-t图像如图所示，设汽车的牵引力为F，受到的阻力大小为Ff，全程牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则A.F∶Ff=1∶3B.W1∶W2=1∶3C.F∶Ff=4∶1D.W1∶W2=1∶1
【解析】对全过程由动能定理可知W1-W2=0，故W1∶W2=1∶1，故D正确，B错误；W1=Fx，W2=Ff·x'，由题图可知x∶x'=1∶4，所以F∶Ff=4∶1，故C正确，A错误。
【例5】(2024·厦门市高一期中)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空气阻力作用。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g取10 m/s2，该物体的质量为A.2 kgB.1.5 kgC.1 kgD.0.5 kg
【解析】设物体的质量为m，则物体在上升过程中，受到竖直向下的重力mg和竖直向下的恒定空气阻力F，当Δh=3 m时，由动能定理结合题图可得-(mg+F)×Δh=(36-72) J；物体在下落过程中，受到竖直向下的重力mg和竖直向上的恒定空气阻力F，当Δh=3 m时，再由动能定理结合题图可得(mg-F)×Δh=(48-24) J，联立解得m=1 kg、F=2 N，选项C正确，A、B、D均错误。
4.动能定理在平抛、圆周运动中的应用
动能定理常与平抛运动、圆周运动相结合，解决这类问题要特别注意：(1)与平抛运动相结合时，要注意应用运动的合成与分解的方法，如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量.(2)与竖直平面内的圆周运动相结合时，应特别注意隐藏的临界条件：①可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为vmin＝0.②不可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为只有重力提供向心力，
【例6】(2023·江苏省期末)2022年2月，我国成功举办了第24届“冬奥会”，冬奥会让冰雪运动走向大众，让更多人认识冰雪，爱上冰雪。如图甲所示为滑雪大跳台，将其简化为如图乙所示模型：AB段和CD段是长度均为L=50 m的倾斜滑道，倾角均为37°；BC段是半径R=20 m的一段圆弧轨道，圆心角为37°，与AB段平滑连接；DE段为结束区。一滑雪爱好者连同装备总质量为m=60 kg，从A点由静止出发沿着滑道AB、BC下滑，从C点水平抛出落到斜面CD上的N点，点N到C的距离d=48 m。该爱好者可看作质点，将C到N的运动简化为平抛运动处理。忽略其运动过程中所受的空气阻力，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，重力加速度g取10 m/s2。求：
(1)该滑雪爱好者运动到C点时对滑道的压力大小；
(2)从开始运动到落至N点的过程中摩擦阻力做的功。
【例7】例如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧轨道，其半径为R=0.5 m，平台与轨道的最高点等高。一质量m=0.8 kg的小球(可视为质点)从平台边缘的A处以v0=3 m/s的水平速度射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，轨道半径OP与竖直方向的夹角为53°，已知sin 53°=0.8，cs 53°=0.6，重力加速度g=10 m/s2，不计空气阻力，忽略轨道内、外壁的半径差。(1)求小球到达P点时的速度大小vP；
(2)求小球到达圆弧轨道最低点时的速度大小以及对轨道的压力；
(3)小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时对轨道的内壁还是外壁有弹力，并求出弹力的大小。
5.应用动能定理解决多过程问题
（1）一个物体的运动如果包含多个运动阶段，既可以将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后应用动能定理列式联立求解，也可以全过程应用动能定理，这样不涉及中间量，解决问题会更简单方便。（2）选择全过程应用动能定理时，要注意有些力不是全过程都作用的，必须根据不同的情况区别处理，弄清楚物体所受的力在哪段位移上做功，做正功还是负功，正确写出总功。
【例8】如图所示，将物体从倾角为θ的固定斜面上由静止释放，开始向下滑动，到达斜面底端与挡板相碰后，原速率弹回。已知物体开始时距底端高度为h，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，求物体从开始到停止通过的路程。
单位焦耳，简称J，标量，状态量
合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量
适用范围：恒力、变力，直线、曲线
选取研究对象，明确运动过程
分析物体受力，求解总功W