鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 动能和动能定理教学演示课件ppt

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4.特点(1)动能具有瞬时性,是状态量。(2)动能具有相对性,选取不同的参考系,同一物体的动能一般不同。通常是指物体相对于地 面的动能。
(3)动能是标量,没有方向,Ek≥0。
1.内容　　合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。 2.表达式　    W=Ek2-Ek1= m - m 。说明:式中W为合外力做的功,它等于各力做功的代数和。
3.适用范围　　不仅适用于恒力做功,也适用于变力做功。
1.在两个运动物体中,速度大的动能也大。 (　    )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
2.某物体的速度加倍,它的动能也加倍。 (　    )
3.物体的速度发生变化,其动能一定发生变化。 (　    )
✕ 提示　速度为矢量,当速度方向改变,但大小不变时,动能不变。
4.做匀速运动的物体的动能保持不变。 (　    )
讲解分析1.对动能变化量的理解(1)表达式:ΔEk=Ek2-Ek1。(2)物理意义:ΔEk>0,表示动能增加;ΔEk<0,表示动能减少。(3)变化原因:力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合外力做正功,动能增加,合力做负 功,动能减少。2.对动能定理的理解(1)表达式:W=ΔEk=Ek2-Ek1,式中的W为合外力对物体做的功。
(2)研究对象及过程:动能定理的研究对象可以是单个物体,也可以是相对静止的系统。动能 定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段,也可以是运动全过程。(3)普遍性:既适用于恒力做功,也适用于变力做功;既适用于物体做直线运动的情况,也适用于
物体做曲线运动的情况。(4)实质:揭示了力对物体做的总功与物体动能变化的关系。①等值关系:某物体的动能变化量总等于合力对它做的功。
②因果关系:合力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合力做功的过程实际上是其他形
式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合力做了多少功来量度。3.应用动能定理解题的注意事项(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般选地面或相对地面静止的 物体为参考系。(2)应用动能定理的关键在于准确分析研究对象的受力情况及运动情况,可以画出运动过程 的草图,借助草图理解物理过程之间的关系。(3)当物体的运动包含多个不同过程时,可分段应用动能定理求解,也可以对全过程应用动能 定理。(4)列动能定理式子时,必须明确各力做功的正、负,确实难以判断的先假定为正功,最后根据 结果分析。
4.动能定理与牛顿运动定律的比较
　两种思路对比可以看出,应用动能定理解题不涉及加速度、时间,不涉及矢量运算,运算简 单不易出错。
典例　如图所示是公路上的“避险车道”,车道表面是粗糙的碎石【1】,其作用是供下坡的汽 车在刹车失灵的情况下避险。质量m=2.0×103 kg的汽车沿下坡公路行驶,当驾驶员发现刹车 失灵的同时发动机失去动力【2】,此时速度表示数v1=36 km/h,汽车继续沿下坡公路匀加速直 行l=350 m、下降高度h=50 m时到达“避险车道”,此时速度表示数v2=72 km/h。(g取10 m/s2) (1)求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量;(2)求汽车在下坡过程中所受的阻力;
(3)若“避险车道”与水平面间的夹角为17°,汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路 上的3倍,求汽车在“避险车道”上运动的最大位移。(sin 17°≈0.3)
信息提取    【1】【2】汽车的牵引力为零,只有重力、阻力对汽车做功。
思路点拨    (1)由动能的表达式【3】求出从发现汽车刹车失灵至到达“避险车道”这一过程 中汽车的初、末动能,得到动能的变化量。(2)刹车失灵后汽车下坡过程中只有重力和阻力做功,由动能定理【4】可求得阻力大小。(3)汽车在“避险车道”上运动的过程中,重力、阻力对汽车做功,初、末动能已知,由动能定 理求最大位移。
解析    (1)发现汽车刹车失灵时汽车的速度v1=36 km/h=10 m/s,动能Ek1= m =1×105 J汽车到达“避险车道”时的速度v2=72 km/h=20 m/s,动能Ek2= m =4×105 J(由【3】得到)则动能的变化量ΔEk=Ek2-Ek1=3.0×105 J(2)刹车失灵后汽车下坡过程中,有mgh-Ffl=ΔEk(由【4】得到)得Ff= =2.0×103 N(3)设汽车在“避险车道”上运动的最大位移是x,初动能为Ek2=4.0×105 J,末动能为0,由动能定 理得