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1、光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11动能和动能定理动能和动能定理褚祝文2013-05-9光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11一一.能量能量：能量：一个物体能够对其它物体做功，能量：一个物体能够对其它物体做功，我们就说这个物体具有能量。我们就说这个物体具有能量。通常有：动能、重力势能通常有：动能、重力势能、弹性势、弹性势能能、电能和化学能等。、电能和化学能等。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11动能：思考思考1 1：从斜面上滚下的钢球，能推动放：从斜面上滚下的钢球，能推动放在粗糙水平面上的木块，这说明什么？在粗糙水平面上的木块，这
2、说明什么？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11动能：思考思考2 2：从斜面上滚下的钢球，质量大钢：从斜面上滚下的钢球，质量大钢球能推动放在粗糙水平面上的木块越远，这球能推动放在粗糙水平面上的木块越远，这说明什么？说明什么？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11动能：思考思考3 3：从斜面上滚下的钢球，如果把在：从斜面上滚下的钢球，如果把在斜面的高度斜面的高度h h增大，钢球能推动放在粗糙水平增大，钢球能推动放在粗糙水平面上的木块越远，这说明什么？面上的木块越远，这说明什么？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11动能动能(1)物体的动
3、能跟其速度速度有关。物体的动能跟其速度速度有关。(2)物体的动能还与其质量的大小有关。物体的动能还与其质量的大小有关。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11思路导引思路导引(2)你能运用所学的知识来说明问题吗你能运用所学的知识来说明问题吗？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11思路导引思路导引 使物体速度发生变化的根本原因是由使物体速度发生变化的根本原因是由于物体受到力的作用而发生了位移。在前于物体受到力的作用而发生了位移。在前面几章的学习中，学生已经知道，用牛顿面几章的学习中，学生已经知道，用牛顿第二定律和运动学公式可以把力学量与运第二定律和运动学公式
4、可以把力学量与运动量联系起来。动量联系起来。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11形成研究的课题形成研究的课题给物体施加一个恒力给物体施加一个恒力F，使物体做匀加，使物体做匀加速直线运动，在物体发生位移速直线运动，在物体发生位移l的过程中，的过程中，已知物体与地面摩擦力为已知物体与地面摩擦力为f，合外力对物体，合外力对物体做了功做了功W，物体的速度由，物体的速度由V1变为变为V2。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11请你动动手请你动动手把把F和和l的表达式代入的表达式代入 得：得：根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：由运动学公式：由运动学公式：光明新区
5、高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11请你想一想请你想一想 这个推导结果，说明了什么问题这个推导结果，说明了什么问题？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11信息快递信息快递从结果从结果 可以看出：可以看出：第一，式中第一，式中 与与V有关，因而它与动能有关，因而它与动能有关。第二，始末两态的有关。第二，始末两态的 之差与功之差与功相等，而功是能量变化的量度。因而可见，相等，而功是能量变化的量度。因而可见，我们可以把我们可以把 定义为物体的动能。定义为物体的动能。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11二二.动能定理动能定理 光明新区高级中学光明
6、新区高级中学2013年上学期制作 11信息快递信息快递 我们把我们把 叫做动能定理叫做动能定理 。21222121mvmvW-=光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11请你回答请你回答 1动能定理具有什么物理意义？动能定理具有什么物理意义？2动能是标量还是矢量？动能是标量还是矢量？3动能状态量还是过程量？动能状态量还是过程量？4动能的单位是什么？动能的单位是什么？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11过程量过程量过程量过程量用来描述一段时间或一段空间变化的物理量。用来描述一段时间或一段空间变化的物理量。如：时间如：时间t、位移、位移s、平均速度、平均速度v
7、平平、功、功W等等状态量状态量状态量状态量用来描述某一时刻或某一位置上的物理量。用来描述某一时刻或某一位置上的物理量。如：时刻如：时刻t、速度、速度v、加速度、加速度a、能量、能量E等等【说明说明说明说明】1.动能的表达式：动能的表达式：2.动能是标量，动能是标量，SI制中，单位为：焦耳（制中，单位为：焦耳（J）1kgm2/s2=1kgm/s2m=1Nm=1J 3.动能是状态量。动能是状态量。4.动能具有相对性：动能具有相对性：其大小与参考系选取有关。通常选地面为参考系。其大小与参考系选取有关。通常选地面为参考系。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11请你回答请你回答1如果
8、做功过程中，对应一个曲如果做功过程中，对应一个曲线运动的路径，动能定理还成立吗？线运动的路径，动能定理还成立吗？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11三三.动能定理的应用动能定理的应用 光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11 例例1一架喷气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量m=5.0103Kg，起飞过程中从静，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到止开始滑跑。当位移达到l=5.0102m时，速度达到起飞速时，速度达到起飞速度度v=60m/s。在此过程中飞机的平。在此过程中飞机的平均阻力是飞机重量的均阻力是飞机重量的0.02倍。求倍。求飞机受到的牵引力飞机受到
9、的牵引力。1.9104 N 光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11请你回答请你回答 1用动能定理解题的一般步骤是用动能定理解题的一般步骤是怎样的？怎样的？2求解本题后有什么启示？求解本题后有什么启示？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11应用动能定理解题的步骤：应用动能定理解题的步骤：(1)明确研究对象及所研究的物理过程。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。的功，求出这些力的功的代数和。(3)确定始、末态的动能。确定始、末态的动能。(未知量用符号表
10、示未知量用符号表示)，根据动能定理列出方程。注意方程左边是外，根据动能定理列出方程。注意方程左边是外力的总功，右边是末动能减初动能。若末动能力的总功，右边是末动能减初动能。若末动能为零，可以用为零，可以用0表示。表示。(4)求解方程、分析结果求解方程、分析结果光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11信息快递信息快递1由于动能定理不涉及物体运动由于动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它处过程中的加速度和时间，因此用它处理问题时比较方便。理问题时比较方便。2外力做功可正可负。如果外力外力做功可正可负。如果外力做正功，则物体的动能增加；外力做做正功，则物体的动能增加；
11、外力做负功时，物体的动能减少。负功时，物体的动能减少。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11 例例2一辆质量为一辆质量为m、速度为、速度为v0的汽的汽车在关闭发动机后于水平地面上滑行车在关闭发动机后于水平地面上滑行了距离了距离l后停了下来。试求汽车受到后停了下来。试求汽车受到的阻力。的阻力。光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11请你回答请你回答 做功的过程是一个能量从一种形做功的过程是一个能量从一种形式转化为另一种形式的过程，或从一式转化为另一种形式的过程，或从一个物体转移到另一个物体的过程。在个物体转移到另一个物体的过程。在上面的例题中，阻力做功，汽车
12、的动上面的例题中，阻力做功，汽车的动能到哪里去了？能到哪里去了？光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11 例例3.质量为质量为50kg的游泳运动员，从离水的游泳运动员，从离水10m高的跳台上以高的跳台上以4m/s的速度跳出。求：的速度跳出。求：运动员起跳时做了多少功？运动员起跳时做了多少功？他入水时的速度是多少？（不计空气他入水时的速度是多少？（不计空气阻力，阻力，g取取10m/s2）400Nm/s光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11四、布置作业四、布置作业 光明新区高级中学光明新区高级中学2013年上学期制作 11 【请您谈谈请您谈谈】学学了了这这些些内内容容，你你有有什什么么体体会会？请请你举例说明？你举例说明？