1、7 7动能和动能定理在本章在本章“1 1追寻守恒量追寻守恒量”中，已经知道中，已经知道与物体的质量和速度有关与物体的质量和速度有关 结论：结论：物体的质量越大，速度越大，物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。它的动能就越大。 那么，动能与物体的质量和速度之间那么，动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢？有什么定量的关系呢？一、探究动能的表达式一、探究动能的表达式重力做功重力做功WG重力势能重力势能mgh弹力做功弹力做功WF外力做功外力做功 w w弹性势能弹性势能kx2/2动能表达式？动能表达式？l推导推导F做功表达式的过程做功表达式的过程W=FLL= (v22 v12 )/2aa=F
2、/mW=?W mv22 mv12末态初态二二.动能动能我们对动能的表达式我们对动能的表达式2的理解的理解1 1、动能是、动能是标量标量，且只有，且只有正值正值，动能只与物体的速，动能只与物体的速度大小有关，与速度方向无关度大小有关，与速度方向无关, ,且速度对动能影响且速度对动能影响比质量大。比质量大。2 2、动能是、动能是状态量状态量. .V V是是瞬时速度瞬时速度。在某一时刻，物。在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能。体具有一定的速度，也就具有一定的动能。3 3、动能具有、动能具有相对性相对性，对不同的参考系，物体速度，对不同的参考系，物体速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动
3、能，一般都有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，一般都以地面为参考系研究物体的运动。以地面为参考系研究物体的运动。WEk2Ek1=EkW mv22 mv12三三.动能定理动能定理动能是标量，只有正值，但动能是标量，只有正值，但Ek有正负有正负之分。之分。v当外力做当外力做正功正功时，时，W0，故，故 Ek0，即，即Ek2Ek1 动能动能增加。增加。v当外力做当外力做负功负功时，时，W0，故，故Ek0 ， 即即Ek20，故，故Ek2Ek1，即动能，即动能增加增加 当外力做当外力做负功负功时，时，W0，故，故Ek2Ek1，即动能，即动能减少减少2、对状态与过程关系的理解对状态与过程关系的理解 功是伴
4、随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是是状态量状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。关系。3、适用范围：、适用范围： 既适用于既适用于恒力恒力做功，也适用于做功，也适用于变力变力做功；做功； 既适用于既适用于直线直线运动，也适用于运动，也适用于曲线曲线运动运动。明确初末状态的动能明确初末状态的动能W合合mv22/2mv12/2sFf例例1、一架喷气式飞机，质量、一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程中从，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞速时，达到起飞速度度 。
5、在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍（倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力）。求飞机受到的牵引力F。kgm3100 . 5ms2103 . 5smv/60GFN1 1找对象（常是单个物体找对象（常是单个物体或可看做单个物体）或可看做单个物体）解：对飞机解：对飞机 由动能定理有由动能定理有221mvkmgsFskmgsmvF228 . 9100 . 502. 0103 . 5260100 . 53223N4108 . 1sF1F23 3确确定定各各力力做做功功4 4运动情况分析运动情况分析5 5建方程建方程2 2受受力力分分析析21222
6、121mvmvW总不涉及不涉及物理运动过程中物理运动过程中的的加速度和时间加速度和时间，而，而只只与与物体的物体的初末状态有关初末状态有关，在涉及有关的力学问题，在涉及有关的力学问题，优先应用动能定理。优先应用动能定理。例例8:8:如下图，三小球完全相同，均从离地面高如下图，三小球完全相同，均从离地面高H H处无初速处无初速释放，不计摩擦，求小球的落地速度。释放，不计摩擦，求小球的落地速度。小结：小结：应用动能定理处理问题时，不需要考虑物体运动细节、应用动能定理处理问题时，不需要考虑物体运动细节、运动方向，用动能定理处理问题比牛顿运动定律方便。运动方向，用动能定理处理问题比牛顿运动定律方便。不
7、需要考虑物体运动细节，运动方向不需要考虑物体运动细节，运动方向典型应用典型应用答案：答案：2gH应用3：变力做功 瞬间力做功问题瞬间力做功问题例9:运动员踢球的平均作用力为运动员踢球的平均作用力为200N,把一个静止把一个静止的质量为的质量为1kg的球以的球以10m/s的速度踢出的速度踢出,水平面上运动水平面上运动50m后停下后停下,则运动员对球做的功则运动员对球做的功?FS=50mvov=0求变力做功问题求变力做功问题如果运动员踢球时，球以如果运动员踢球时，球以10m/s10m/s迎面飞来迎面飞来, ,踢出速度仍踢出速度仍为为10m/s,10m/s,则运动员对球做的功为多少则运动员对球做的功为多少? ? 典型应用典型应用答案：答案：50 J 0 例例10:10:一列货车的质量为一列货车的质量为5.05.0105kg,kg,在平直轨在平直轨道以额定功率道以额定功率3000kw3000kw加速行驶加速行驶, ,当速度由静止加当速度由静止加速到所能达到的最大速度速到所能达到的最大速度30m/s30m/s时时, ,共用了共用了2min,2min,则这段时间内列车前进的距离是多少则这段时间内列车前进的距离是多少? ?Ffv0vx求变力做功问题求变力做功问题 （与机车相联系的问题）（与机车相联系的问题）典型应用典型应用答案：答案：1350 m
