1、动能和动能定理高一年级 物理初中学习过:1. 物体由于运动而具有的能叫作动能;2. 物体的动能与质量、速度有关。物体的质量越大,速度越大,则动能越大。资料资料资料 物体动能的变化与力对物体做的功有关。资料资料资料问题1:光滑水平面上,质量为m的物体,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。求这个过程中外力对物体做的功(用m、v1、v2表示)。1外力F对物体做的功是多大?2. 外力F与加速度a有怎样的关系?3物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系?4结合以上问题能推导出功与速度、质量的关系式吗?W = FlF = mamgFNF1外力F对物体做的功是多大?2.
2、外力F与加速度a有怎样的关系?3物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系?4结合以上问题能推导出功与速度、质量的关系式吗?一、动能:(Ek)1. 物体由于运动而具有的能叫做动能2. 表达式:3. 国际单位:1kgm2/s24. 动能是状态量。焦耳(J)1J= 5. 动能是标量。问题:对于质量一定的物体(1)动能变化,速度是否一定变化? (2)速度变化,动能是否一定变化?6. 动能的变化:vvv否是二、动能定理二、动能定理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。2. 表达式:或问题2:若水平面是粗糙的,且摩擦力恒为f,则力对物体做功与动能的变化的关系又如何呢?Fm
3、gFNfW = F lF = ma合合合合 (1)如果物体受到几个力的共同作用,动能定理中的力对物体做的功W即为合力的功,它等于各个力做功的代数和。3. 理解:(2)当合力对物体做正功时,物体动能增加。 当合力对物体做负功时,物体动能减少。演绎推理科学方法4. 适用范围:12的过程:1 2345N-1既适用于直线运动,也适用于曲线运动。23的过程:34的过程:45的过程:N-1N的过程:既适用于恒力做功,也适用于变力做功。N 5. 应用动能定理解题的一般步骤:确定研究对象。通过受力分析、运动分析对物理情景进行分析,画出物体运动的示意图。确定研究过程及初末状态,分析该过程中各力做的功及初末状态的
4、动能。根据动能定理列方程,然后求解。并对结果进行必要的讨论。例:一架喷气式飞机,质量m为7.0104 kg,起飞过程中从静止开始滑跑。当位移l达到2.5103 m时,速度达到起飞速度80 m/s。在此过程中,飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的 。g取10 m/s2,求飞机平均牵引力的大小。解:以飞机为研究对象FmgFNkmgvl( F-kmg )F1.04105 N v0=0资料例:质量为8 g的子弹,以300 m/s的速度射入厚度为5 cm的固定木板(如图所示),射穿后的速度是100 m/s。子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大? fv解:以子弹为研究对象资料例:民航客机机舱紧急出口的气
5、囊是一条连接出口与地面的斜面,若斜面高 3.2 m,斜面长6.5 m,质量为60 kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240 N,求人滑至底端时的速度大小,g取10 m/s2。 HLv0=0方法一:牛顿第二定律+运动学规律mgFNfv=?例: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 3.2 m,斜面长6.5 m,质量为60 kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240 N,求人滑至底端时的速度大小,g取10 m/s2。请用动能定理解答。 HLv0=0方法二:动能定理mgFNfWG+Wfv=?解:以人和滑雪板为研究对象mgh +Wf例:哈尔滨第24届世界大学生冬运会某滑雪道为曲线轨道
6、,滑雪道长s2.5103 m,竖直高度h720 m。运动员从该滑道顶端由静止开始滑下,经t200s到达滑雪道底端时速度v30 m/s,人和滑雪板的总质量m80 kg,取g10 m/s2,求人和滑雪板在滑动过程中克服阻力做的功mgFNf资料例:人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实(如图所示)。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37,重物离开地面30 cm后人停止施力,最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg, g取10 m/s2, cos 370.8。求:(1)重物刚落地时的速度是多大?(2)重物对地面
7、的平均冲击力是多大?分析过程: 加速上升( AB )Hv0=0BAvBmgvAChvC=0 竖直上抛,返回地面( BA) 减速下降( A C)例: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37,重物离开地面30 cm后人停止施力,最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg, g取10 m/s2, cos 370.8。求:(1)重物刚落地时的速度是多大?vA解:以AB A为研究过程Hv0=0BAvBmgTTT合mgT合H (2Tcos)H 例: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37,重物离开地面3
8、0 cm后人停止施力,最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg, g取10 m/s2, cos 370.8。求:以AC为研究过程解:WG+WFmgFF8.18103 N Hv0=0BAvBvAChvC=0(2)重物对地面的平均冲击力是多大?根据牛顿第三定律,重物对地面的平均冲击力大小为8.18103 N 根据牛顿第三定律,重物对地面的平均冲击力大小为8.18103 N 例: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37,重物离开地面30 cm后人停止施力,最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg, g取10 m/s
9、2, cos 370.8。求:mgFHv0=0BAvBvAChvC=0(2)重物对地面的平均冲击力是多大?对全过程(A B C)解法二:WT +WG+WFF8.18103 N = 0mgTTT合mg课堂小结动能动能定理1. 物体由于运动而具有的能叫做动能2. 表达式:3. 国际单位:焦耳(J)4. 动能是标量、状态量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。2.表达式:或3. 适用范围: 直线、曲线; 恒力、变力。4. 应用动能定理解决问题。课后作业:1. 分析教材第88页第1题、第2题;第100页第2题、第4题。2. 查阅资料,了解动能定理在解决哪些实际的力学问题中,得到了应用?山东舰资料谢 谢!
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