1、温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结1 动能和动能定理第八章第八章 机械能守恒定律机械能守恒定律第第 3 节节 温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结2 2 Outline大纲温故知新温故知新动动 能能动能定理动能定理例题精析例题精析方法总结方法总结温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结3 温 故 知 新物体由于运动而具有的能量叫做动能。行星的运动行星的运动飞驰的汽车飞驰的汽车微观的分子微观的分子温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结4 4 动能与物体的质量(m)和运动的速度(v)有关。定性定量温
2、故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结5 温 故 知 新 我们知道功是能量转化的量度,重力做功对应于重力势能的变化,弹簧弹力做功对应于弹性势能的变化。那么动能和力的做功有关吗?例如: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。温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结6 物体动能的变化与力的做功有关。炮弹发射时火药的推力做功炮弹发射时火药的推力做功列车提速时牵引力做功列车提速时牵引力做功子弹穿透木板时受阻力做功子弹穿透木板时受阻力做功本节我们就来探寻动能的表达式以及动能的变化与力的做功的关系。温 故 知 新温故知新 |
3、动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结7 【例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。试求这个过程中合外力做的功。动能的表达式解:根据牛顿第二定律,有: Fma 速度与位移的关系式:avvL2-2122得:=maavv2-2122整理得:212221-21mvmvW WFL温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结8 【例2】 粗糙水平面上,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,已知阻力恒定为f,试求这个过程中合外力做的功。动能的表达式解:根据牛顿
4、第二定律,有: F-fma 速度与位移的关系式:avvL2-2122得:=maavv2-2122整理得:212221-21mvmvW W( F-f )L温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结9 【例3】 质量为m的物体,沿一段曲线运动,速度由v1增加到v2,试推导这个过程中合外力做的功与速度的关系。动能的表达式解:12:整理得:212221-21mvmvW 21221221-21mvmvW23:22232321-21mvmvW212)1(21-21NNNNmvmvW(N-1)N:温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结10 演绎推理是从一般性结论推
5、出个别性结论的方法,即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发,推出新结论的一种思维活动。 比如,在“动能定理”的推导过程中,我们是将牛顿第二定律作为已知的知识来考虑,然后经历一系列数学推导,从而得到新的结论动能定理。温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结11 212221-21mvmvW 动能与质量(m)和速度(v)有关。与 的转化的概念紧密相连。Ek2Ek1动 能温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结12 1、定义:3、单位:2、公式:4、标量:物体由于物体运动而具有的能量。遵从代数运算法则焦耳(J) 1J=1kgm2/s2 22
6、1mvEK动 能温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结13 2016年8月16日,我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”,它的质量为631 kg,某时刻它的速度大小为 7.6 km/s,此时它的动能是多少?J1082. 1) s/m106 . 7(kg631212110232mvEK温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结14 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. 公式:动能定理212221-21mvmvW 动能定理在曲线运动和变力做功情况下仍然适用。3. 适用范围:【例 1】一架喷气式飞机,质量 m
7、为 7.0104 kg,起飞过程中从静止开始滑跑。当位移 l 达到 2.5103m 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1/50。g 取10 m/s2 ,求飞机平均牵引力的大小。F牵F阻lxov解解: 以飞机为研究对象, 设飞机滑跑的方向为x轴正方向。飞机的初动能Ek10,末动能 ,合力 F 做的功2221mvEkFlW 根据动能定理 ,有12kkEEW0212mvFl由于501,-kkmgFFFF阻阻牵,kmglmvF22牵把数值代入后得到N1004. 15牵F飞机平均牵引力的大小是 1.04105N。温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题
8、精析 | 方法总结17 【题后反思】从这个例题可以看出,动能定理源于牛顿第二定律,高于牛顿第二定律。动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间,因此用它处理问题常常比较方便。在应用动能定理时还应该注意,力对物体做的功可以为正值,也可以为负值。例题精析【例2】人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。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
9、物对地面的平均冲击力是多大?解 (1)两根绳子对重物的合力 F合 2 F cos 3723200.8 N512 N 由A至E的过程中,应用动能定理可得221mvlF合2/5 . 22smmFv合(2)由E到F的过程中,应用动能定理可得2210mvlFlmg阻N103 . 8232lmvmgF阻重物落地时的速度大小为2.5 /s,对地面的平均冲击力的大小为8.3 103 HBAmgT合mgCDEF【例3】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。 【例3】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。温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结22 灵活选择研究过程一般研究单个物体不要漏掉重力做功注意各力做功的正负情况温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结23 思维导图温故知新 | 动 能 | 动能定理 | 例题精析 | 方法总结24