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1、第1页/共34页动能动能第2页/共34页引入传说早在古希腊时期（公元前传说早在古希腊时期（公元前200200多年）阿基米德曾经利用杠杆原理设计了投石机，多年）阿基米德曾经利用杠杆原理设计了投石机，它能将石块不断抛出空中，利用石块坠落时的动能，打得敌军头破血流。它能将石块不断抛出空中，利用石块坠落时的动能，打得敌军头破血流。同学们思考一下，为了提高这种装置的杀伤力，应该从哪方面考虑来进一步改进？同学们思考一下，为了提高这种装置的杀伤力，应该从哪方面考虑来进一步改进？学习了本节动能和动能定理，就能够理解这种装置的应用原理。学习了本节动能和动能定理，就能够理解这种装置的应用原理。第3页/共34页一、
2、动能的表达式的推导 一质量为m的物体在光滑的水平面上，受到与运动方向相同的恒定外力的作用，发生一段位移L，速度由V1增加到V2。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导此力所做的功。mmFV1V2F=ma第4页/共34页动能的表达式设：某物体的质量为设：某物体的质量为m m，在与运动方向相同的恒力，在与运动方向相同的恒力F F的的作用下发生一段位移作用下发生一段位移L L，速度由，速度由V V1 1增加到增加到V V2 2。mv1Fv2mFl第5页/共34页结结果果与与思思考考Wmv22/2-mv12/2初态和末态的表达式均为初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个，这个“mv2/2”代表什么？代
3、表什么？第6页/共34页mm为物体的质量为物体的质量为物体的质量为物体的质量v v为物体的瞬时速度为物体的瞬时速度为物体的瞬时速度为物体的瞬时速度单位：焦耳单位：焦耳单位：焦耳单位：焦耳（J J），），），），状态量状态量状态量状态量第7页/共34页解解释释现现象象大口径穿甲弹大口径穿甲弹大口径穿甲弹大口径穿甲弹 扑扑扑扑克克克克穿穿穿穿木木木木板板板板 飞针穿玻璃飞针穿玻璃飞针穿玻璃飞针穿玻璃第8页/共34页1 1、定义：物体由于运动而具有的能量叫、定义：物体由于运动而具有的能量叫动能动能。2 2、表达式：、表达式：3 3、单位：焦耳、单位：焦耳4 4、标量（没有方向）、标量（没有方向）理解
4、理解（1 1）动能是描述物体运动状态的物理量，是状态量。动能是描述物体运动状态的物理量，是状态量。具有瞬时性。具有瞬时性。（2 2）动能总为正值）动能总为正值（3 3）动能具有相对性，由于速度具有相对性。通常是）动能具有相对性，由于速度具有相对性。通常是相对于地面的速度。相对于地面的速度。第9页/共34页 改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能是原来是原来2 2倍倍的是的是：A A、质量不变，速度变为原来的质量不变，速度变为原来的2倍倍 B B、质量和速度都变为原来的质量和速度都变
5、为原来的2倍倍 C C、质量减半，速度变为原来的质量减半，速度变为原来的2倍倍 D D、质量变为原来质量变为原来2 2倍，速度减半倍，速度减半C第10页/共34页关于动能的理解，下列说法正确的是：关于动能的理解，下列说法正确的是：A A、动能不变的物体，一定处于平衡状态动能不变的物体，一定处于平衡状态 B B、动能不可能是负的动能不可能是负的 C C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化但速度变化时，动能不一定变化 D D、物体的加速度为零，其动能不变物体的加速度为零，其动能不变BCD第11页/共34页2 2.动动能能
6、定定理理WEk2-Ek1Wmv22/2-mv12/2改改写写 力在一个过程中对物体所做力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中的功，等于物体在这个过程中动能的变化即末动能减去初动动能的变化即末动能减去初动能。能。第12页/共34页2.动能定理理解说明：说明：对任何过程的恒力、变力；匀变对任何过程的恒力、变力；匀变对任何过程的恒力、变力；匀变对任何过程的恒力、变力；匀变速、非匀变速；直线运动、曲线运动；时速、非匀变速；直线运动、曲线运动；时速、非匀变速；直线运动、曲线运动；时速、非匀变速；直线运动、曲线运动；时间长或多过程、瞬间过程都能运用。间长或多过程、瞬间过程都能运用。间长或多过程
7、、瞬间过程都能运用。间长或多过程、瞬间过程都能运用。WEk2-Ek1末动能末动能末动能末动能初动能初动能合力做的合力做的合力做的合力做的功即总功功即总功功即总功功即总功第13页/共34页3.3.注意：注意：（1 1）力的功指）力的功指合外力的功合外力的功。（2 2）同一）同一物体物体，同一，同一过程过程，同。一同。一参考系参考系。（3 3）适用范围：）适用范围：恒力恒力或或变力变力做功，做功，直直线或线或曲曲线运动，线运动，单单个个物体、多个物体组成的物体、多个物体组成的系系统统第14页/共34页4.4.对合外力的功对合外力的功(总功总功)的理解的理解 （1 1）可以是几个力在同一段位移中的功
8、,也可以是一个力在几段位移中的功,还可以是几个力在几段位移中的功（2 2）求总功有两种方法：一种是先求出合外力，然后求总功，表达式为 为合外力与位移的夹角另一种是总功等于各力在各段位移中做功的代数和，即第15页/共34页5.5.应用动能定理解题的基本思应用动能定理解题的基本思路路（1）明确研究对象及所研究的物理过程。（2）对研究对象进行受力分析，并确定 各力所做的功，求出这些力的功的代数和。（3）确定始、末状态的动能。（未知量用符号表示），根据动能定理列出方程（4）求解方程、分析结果第16页/共34页sFf 例1、一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞速度 。在
9、此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力F。应用1：恒力+直线运动GFN第17页/共34页1 1找对象（常是单个物体）找对象（常是单个物体）解：对飞机解：对飞机 由动能定理有由动能定理有启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明了。但动能定理更简洁明了。但动能定理更简洁明了。但动能定理更简洁明了。解题步骤解题步骤解题步骤解题步骤:1:1、2 2、3 3、4 4sF1F23 3确确定定各各力力做做功功2 2运动
10、情况分析运动情况分析4 4建方程建方程2 2受受力力分分析析第18页/共34页2 2.如图所示，一质量为如图所示，一质量为2kg2kg的铅球从离的铅球从离地面地面2m2m的高处自由下落，陷入沙坑的高处自由下落，陷入沙坑2cm2cm深处，求沙子对铅球的平均阻力深处，求沙子对铅球的平均阻力。Hh方法一：分阶段利用动能定理方法一：分阶段利用动能定理方法二：全过程利用动能定理方法二：全过程利用动能定理第19页/共34页 我们知道，运动是相对的。当鸟儿与飞机相对而行时，虽然鸟儿的速度不是很大，但是飞机的飞行速度很大，这样对于飞机来说，鸟儿的速度就很大。速度越大，撞击的力量就越大。比如一只0.450.45
11、千克的鸟，撞在速度为每小时8080千米的飞机上时，就会产生15001500牛顿的力，要是撞在速度为每小时960960千米的飞机上，那就要产生21.621.6万牛顿的力。如果是一只1.81.8千克的鸟撞在速度为每小时 700700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大。所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机的“炮弹”。19621962年1111月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行，突然一声巨响，飞机从高空栽了下来。事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鹅。鸟击落飞机 第20页/共34页 在我国也发生过类似的事情。19911991年1010月6
12、 6日，海南海口市乐东机场，海军航空兵的一架“014014号 ”飞机刚腾空而起，突然，“砰”的一声巨响，机体猛然一颤，飞行员发现左前三角挡风玻璃完全破碎，令人庆幸的是，飞行员凭着顽强的意志和娴熟的技术终于使飞机降落在跑道上，追究原因还是一只迎面飞来的小鸟。瞬间的碰撞会产生巨大冲击力的事例，不只发生在鸟与飞机之间，也可以发生在鸡与汽车之间。如果一只 1.51.5千克的鸡与速度为每小时5454千米的汽车相撞时产生的力有28002800多牛顿。一次，一位汽车司机开车行使在乡间公路上，突然，一只母鸡受惊，猛然在车前跳起，结果冲破汽车前窗，一头撞进驾驶室，并使司机受了伤，可以说，汽车司机没被母鸡撞死真算
13、幸运。第21页/共34页鸟本身速度不快，质量也不大，但相对于飞机来说，由于飞机速度鸟本身速度不快，质量也不大，但相对于飞机来说，由于飞机速度很快，所以它们相互靠近的速度很快，因此，鸟相对飞机的速度很很快，所以它们相互靠近的速度很快，因此，鸟相对飞机的速度很快，具有很大的相对动能，当两者相撞时，会造成严重的空难事故。快，具有很大的相对动能，当两者相撞时，会造成严重的空难事故。第22页/共34页1.动能：2.动能定理：3.动能定理的适用范围小结：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。第23页/共34页第第二二课课时时动能定理的应用举例动能定理的应用举例知识
14、点：动能定理知识点：动能定理知识点：动能定理知识点：动能定理W合合Ek2Ek1W合合mv22/2-mv12/2W=W1+W2+W3+W=F合合lcos方法指导：方法指导：方法指导：方法指导：涉及涉及涉及涉及只关注只关注只关注只关注某过程的初、末状态，不需考虑过程细某过程的初、末状态，不需考虑过程细某过程的初、末状态，不需考虑过程细某过程的初、末状态，不需考虑过程细节，节，节，节，尤其尤其尤其尤其是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势！是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势！是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势！是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势！第24页/
15、共34页 一质量为一质量为1 1kg的物体被人用的物体被人用手由静止向上提高手由静止向上提高1 1m，这时物体，这时物体的速度是的速度是2 2m/s，下列说法正确的下列说法正确的是是：A A、手对物体做功手对物体做功10JB B、合外力对物体做功合外力对物体做功12JC C、合外力对物体做功合外力对物体做功2JD D、物体克服重力做功物体克服重力做功2 2J单项单项单项单项第25页/共34页 足球运动员用力踢质量为足球运动员用力踢质量为足球运动员用力踢质量为足球运动员用力踢质量为0.30.30.30.3kgkg的静止足球，使足球以的静止足球，使足球以的静止足球，使足球以的静止足球，使足球以10
16、101010m/sm/s的速度的速度的速度的速度飞出，假定脚踢足球时对足球的平飞出，假定脚踢足球时对足球的平飞出，假定脚踢足球时对足球的平飞出，假定脚踢足球时对足球的平均作用力为均作用力为均作用力为均作用力为400400400400N N，球在水平面上运，球在水平面上运，球在水平面上运，球在水平面上运动了动了动了动了20202020mm后停止，那么人对足球做的后停止，那么人对足球做的后停止，那么人对足球做的后停止，那么人对足球做的功为：功为：功为：功为：A A A A、8000J8000JB B B B、4000J4000JC C C C、15J15JD D D D、无法确定无法确定无法确定无
17、法确定B B.变变力力功功单项单项单项单项第26页/共34页 一质量为一质量为m的小球，用长为的小球，用长为L的轻绳悬挂于的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉点。小球在水平拉力力F作用下，从平衡位置作用下，从平衡位置P点很点很缓慢缓慢地移动到地移动到Q点，细线偏离竖直方向点，细线偏离竖直方向的角度为的角度为，如图所示。则拉力，如图所示。则拉力F做的功是做的功是：A.mgLcos B.mgL(1cos)C.FLcos D.FL单项单项单项单项第27页/共34页 一辆汽车的质量为一辆汽车的质量为m，从静止，从静止开始起动，沿水平路面前进了开始起动，沿水平路面前进了x后，后，达到了最大行使速度达到了最大行
18、使速度vmax，设汽车，设汽车的牵引力功率保持不变，所受阻力的牵引力功率保持不变，所受阻力为车重的为车重的k倍，求：倍，求：（1 1 1 1）汽车的牵引力功率）汽车的牵引力功率）汽车的牵引力功率）汽车的牵引力功率（2 2 2 2）汽车从静止开始到匀速运动所需时）汽车从静止开始到匀速运动所需时）汽车从静止开始到匀速运动所需时）汽车从静止开始到匀速运动所需时间间间间答答答答案案案案(1)kmgvmax（2）（vmax2+2kgx）/2kgvmax第28页/共34页 运动员用力将一质量为运动员用力将一质量为运动员用力将一质量为运动员用力将一质量为mm的铅的铅的铅的铅球从离地为球从离地为球从离地为球从
19、离地为h h高处以初速度高处以初速度高处以初速度高处以初速度v v0 0 0 0斜向上斜向上斜向上斜向上推出，当它落到地面时速度为推出，当它落到地面时速度为推出，当它落到地面时速度为推出，当它落到地面时速度为v v，则在此过程中铅球克服空气阻力所则在此过程中铅球克服空气阻力所则在此过程中铅球克服空气阻力所则在此过程中铅球克服空气阻力所做的功等于：做的功等于：做的功等于：做的功等于：A A A A、mgh-mvmgh-mv2 2/2-mv/2-mv0 02 2/2/2B B B B、-mv-mv2 2/2-mv/2-mv0 02 2/2-mgh/2-mghC C C C、mgh+mvmgh+mv
20、0 02 2/2-mv/2-mv2 2/2/2D D D D、mgh+mvmgh+mv2 2/2-mv/2-mv0 02 2/2/2C C.曲曲线线运运动动单项单项单项单项第29页/共34页 如图所示，物体从高为如图所示，物体从高为h的斜的斜面体的顶端面体的顶端A由静止开始滑下，滑由静止开始滑下，滑到水平面上的到水平面上的B点静止，点静止，A到到B的的水平距离为水平距离为S，求：，求：物体与接触面间的动摩擦因数（物体与接触面间的动摩擦因数（已已已已知：斜面体和水平面都由同种材料制成，知：斜面体和水平面都由同种材料制成，知：斜面体和水平面都由同种材料制成，知：斜面体和水平面都由同种材料制成，未未
21、未未知知知知）D.多过程答答答答案案案案h/s第30页/共34页 如图如图4 4所示，所示，AB为为1/41/4圆弧轨道，圆弧轨道，半径为半径为R=0.8m=0.8m，BC是水平轨道，是水平轨道，长长l=3m=3m，BC处的摩擦系数为处的摩擦系数为=1/15=1/15，今有质量，今有质量m=1kg=1kg的物体，自的物体，自A点点从静止起下滑到从静止起下滑到C点刚好停止。求点刚好停止。求物体在轨道物体在轨道AB段所受的阻力对物体段所受的阻力对物体做的功。做的功。答答答答案案案案6J第31页/共34页 质量为质量为m的钢球从离坑面高的钢球从离坑面高H的高处自由下落，钢球落入沙中，的高处自由下落，
22、钢球落入沙中，陷入陷入h后静止，则沙坑对钢球的平后静止，则沙坑对钢球的平均阻力均阻力F阻阻大小是多少？大小是多少？h hHH答答答答案案案案mg(H+h)/h第32页/共34页高考是怎样考的 一物块由静止开始从粗糙斜面上的一物块由静止开始从粗糙斜面上的一物块由静止开始从粗糙斜面上的一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重某点加速下滑到另一点，在此过程中重某点加速下滑到另一点，在此过程中重某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物块做的功等于力对物块做的功等于力对物块做的功等于力对物块做的功等于（辽宁）（辽宁）：A A A A物块动能的增加量物块动能的增加量物块动能的增加量
23、物块动能的增加量B B B B物块重力势能的减少量与物块物块重力势能的减少量与物块物块重力势能的减少量与物块物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和克服摩擦力做的功之和克服摩擦力做的功之和克服摩擦力做的功之和C C C C物块重力势能的减少量和物块物块重力势能的减少量和物块物块重力势能的减少量和物块物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的动能的增加量以及物块克服摩擦力做的动能的增加量以及物块克服摩擦力做的动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和功之和功之和功之和D D D D物块动能的增加量与物块克服物块动能的增加量与物块克服物块动能的增加量与物块克服物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和摩擦力做的功之和摩擦力做的功之和摩擦力做的功之和单项单项单项单项第33页/共34页感谢您的观看。第34页/共34页