1、必修二动能和动能定理 物体由于运动而具有的能叫做动能高中物理物体的动能跟哪些因素有关？mmvvmmvv速度相同时，速度相同时，质量越大，质量越大，物体的动能物体的动能越大越大质量相同时，质量相同时，速度越大，速度越大，物体的动能物体的动能越大越大动能跟m,v的定量关系是什么？1.如图所如图所示，物体在恒力示，物体在恒力F的作用下向前运动了一段距离，速度的作用下向前运动了一段距离，速度由由v1增加增加到到v2.试推导出力试推导出力F对物体做功的表达式对物体做功的表达式问题设计问题设计mFv1v2位移位移x答案：答案：WFx 22212 ax-=vvm Fa联立，得联立，得22211122Wmm=
2、-vv表示哪种能量表示哪种能量的变化呢的变化呢?2对比重力做功与对比重力做功与F做功的表达式，你得到什么启示？做功的表达式，你得到什么启示？问题设计问题设计答案：答案：WGmgh1mgh222211122Wmm=-vv功功重力势能重力势能的变化量的变化量我们我们把把 mv2表示的能量叫做动能表示的能量叫做动能12高中物理12Ek mv2物体的质量物体的质量物体的速度物体的速度物体的物体的动能动能1、物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的、物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半一半2、动能是、动能是标量标量，单位是焦耳（，单位是焦耳（J）延伸思考延伸思考质量为质量为m的物体做匀减
3、速直线运动，某时刻速度为的物体做匀减速直线运动，某时刻速度为v1，经过一段时间后速，经过一段时间后速度变为度变为v1.请思考并讨论以下问题：请思考并讨论以下问题：(1)写出物体在写出物体在A、B点时点时的动能的动能(2)物体由物体由A到到B的过程中，动能的变化量是多少？的过程中，动能的变化量是多少？2k12Em=v2kA12Em=v答案答案：（1）A点点动能动能22kB1122()Emm=-=vvB点点动能动能22k211122Emm=vv（2）22kBA11220Emm=vv高中物理列车的动能如何变化？变化的原因是什么？磁悬浮列车在牵引力的作用下（不计阻力），速度逐渐增大高中物理W合合Ek2
4、Ek1合力做合力做的功的功末态的动能末态的动能初态的初态的动能动能W合合=-mv121 12 2mv221 12 2动能定理：合力对物体所做的功等于物体动能的变化。1、合力做正功，即W合，Ek0，动能增大2、合力做负功，即W合，Ek0，动能减小22k211122Emm=vv延伸思考延伸思考动能定理是在物体受恒力作用，并且做直线运动的情况下推导出来的，对动能定理是在物体受恒力作用，并且做直线运动的情况下推导出来的，对于物体受变力作用、做曲线运动的情况，动能定理是否成立？于物体受变力作用、做曲线运动的情况，动能定理是否成立？答案答案：成立成立.微元法微元法将曲线运动分割成可无数小段将曲线运动分割成
5、可无数小段，每每小段可看做恒力作用下的小段可看做恒力作用下的直线运动。直线运动。W合合Ek2Ek1过程量过程量状态量状态量状态量状态量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；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；既适用于既适用于单个单个物体，也适用于物体，也适用于多个多个物体；物体；既适用于既适用于一个一个过程，也适用于过程，也适用于整个整个过程。过程。动能定理的适用范围：动能定理的适用范围：做功的过程伴随着能量的变化。做功的过程伴随着能量的变化。(1)W的含义的含义：包含重力在内包含重力在内的所有外力所做功的所有外力所做功的的
6、 .(2)W与与Ek的关系的关系：合力做功是引起物体：合力做功是引起物体动能变化动能变化的原因的原因要点提炼要点提炼代数和代数和如果合力对物体如果合力对物体做做 ，物体的动能增加；如果合力对物体物体的动能增加；如果合力对物体做做 ，物体的动能减少；如果合力对物体不做功，物体的物体的动能减少；如果合力对物体不做功，物体的动能动能 (3)动能定理的实质：动能定理的实质：功能关系的一种具体体现，物体动能的功能关系的一种具体体现，物体动能的改改 变变可由合外力做功来度量可由合外力做功来度量W表示这个过程中表示这个过程中合力做的功合力做的功正功正功负功负功不变不变(1)动能定理对应的是一个过程，只涉及到
7、物体初、末状态的动能和动能定理对应的是一个过程，只涉及到物体初、末状态的动能和整整 个个过程合力做的功，无需关心中间运动过程的细节，而且功和能过程合力做的功，无需关心中间运动过程的细节，而且功和能都都 是是标量，标量，无方向性，计算方便无方向性，计算方便(2)当题目中当题目中不涉及不涉及a和和t，而，而涉及涉及F、x、m、v等物理量时，优先考虑等物理量时，优先考虑使使 用用动能定理动能定理(3)动能定理既动能定理既适用于恒力适用于恒力作用过程，也作用过程，也适用于变力适用于变力作用过程，既作用过程，既适用适用 于于直线直线运动也运动也适用于曲线适用于曲线运动，既运动，既适用于单个适用于单个物体
8、也物体也适用于多个适用于多个物物 体体，特别是，特别是变力及多过程变力及多过程问题，动能定理更具有优越性问题，动能定理更具有优越性(1)选取研究对象选取研究对象(通常是单个物体通常是单个物体)，明确它的，明确它的运动过程运动过程(2)对研究对象对研究对象进行受力分析进行受力分析，明确，明确各力做功各力做功的情况，求出外力的情况，求出外力做功做功 的的代数和代数和(3)明确物体在明确物体在初、末状态的动能初、末状态的动能Ek1、Ek2.(4)列出动能定理的方程列出动能定理的方程WEk2Ek1，结合其他必要的解题方程，结合其他必要的解题方程，求解求解并验算并验算对A，由静止到落地的过程中类型一：质
9、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，速度从v1 增加到v2 类型三：质量为m 的物体在与运动方向相同的恒力F 的作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移l，受到的摩擦力为Ff ，速度从v1 变为v2类型二：质量为m 的物体在水平粗糙面上受到摩擦力Ff 的作用下发生一段位移l，速度从v1 减小到v2 尝试写功与动能之间的关系Fv1Fv2lFfv1lv2FflFv2FfFv1FfWF=Fl=-mv1212mv2212Wf=-Ff l=-mv1212mv2212W合合=Fl-Ff l=-mv1212mv2212W合合=-mv1212mv2212合力做的功等于合力做的功等于 这个
10、物理量的变化。这个物理量的变化。mv212一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0104kg，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xvF阻lO分析 本题已知飞机滑跑过程的始、末速度，因而能够知道它在滑跑过程中增加的动能。根据动能定理，动能的增加等于牵引力做功和阻力做功的代数和。如图，在整个过程中，牵引力对飞机做正功、阻力做负功。由于飞机的位移和所受阻力已知，因而可以求得牵引力的大小高中物理解 以飞机为研究对象，设飞机滑跑的方向为x轴正方
11、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。高中物理动能定理动能定理:牛顿运动定律牛顿运动定律:练习练习1：一架喷气式飞机，质量：一架喷气式飞机，质量m=5.0103kg，起飞过程中从静止开始，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到滑跑。当位移达到l=5.3102m时，速度达到起飞速度时，速度达到起飞速度v=60m/s。在此过。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的程中飞机受到的平
12、均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。倍。求飞机受到的牵引力。F合合=F-F阻阻=F-kmg=ma 分别用牛顿运动定律和动能定理求解a2lv2由由 v2v02=2al 得得 由动能定理得由动能定理得由由 得得F=+kmg2lmv2F=+kmg2lmv2W合合=（F-F阻阻）l =（F-kmg）l=mv21 12 2高中物理人们有时用“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/
13、s2，cos 370.8。求：（1）重物刚落地时的速度是多大？（2）重物对地面的平均冲击力是多大？高中物理分析 如图8.3-4，甲表示重物在地面上受到人的作用力，乙表示上升30 cm后人停止施力，丙表示刚落地，丁表示砸深地面2 cm后静止。重物落地时的速度，即丙中重物的速度，可以对从甲至丙这一过程应用动能定理来求解。重物对地面冲击力的大小与从丙至丁这一过程中重物所受阻力的大小相等，可以对这一过程应用动能定理来求解。解（1）两根绳子对重物的合力 F合 2 F cos 3723200.8 N512 N 由甲至丙只有绳子的拉力做功，应用动能定理可得221mvlF合2/5.22smmlFv合（2）由丙
14、到丁的过程中，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 高中物理练习练习2：一质量为：一质量为m、速度为速度为v0 的汽车在关闭发动机后于水平地面滑的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离行了距离l 后停了下来。试求汽车受到的阻力。后停了下来。试求汽车受到的阻力。动能定理：动能定理：W合合=-F阻阻l=0-mv0212牛顿运动定律：牛顿运动定律：由由 v2v02=2al 得得 a-2lv02由由 得得F阻阻=2lmv02F合合=0-F阻阻=ma 由动能定理得由动能定理得F阻阻=2lmv02
15、分别用牛顿运动定律和动能定理求解一、对动能定理的理解一、对动能定理的理解典例精析典例精析例例1 1关于动能、动能定理，下关于动能、动能定理，下列说法正确的是列说法正确的是()A一定质量的物体，动能一定质量的物体，动能变化变化 时时，速度一定变化，但速度，速度一定变化，但速度变变 化化时，动能不一定变化时，动能不一定变化B动能不变的物体，一定动能不变的物体，一定处于处于 平衡状态平衡状态C合力做正功，物体动能合力做正功，物体动能可能可能 减小减小D运动物体所受的合外力为零运动物体所受的合外力为零，则则物体的动能肯定不变物体的动能肯定不变AD2k12Em=v矢量矢量标量标量变化变化变化变化vv动能
16、不变动能不变速度方向可以发生变化，速度方向可以发生变化，匀速圆周运动匀速圆周运动动能增加动能增加做功为做功为0 0动能不变动能不变高中物理一、对动能定理的理解一、对动能定理的理解典例精析典例精析针对训练针对训练1 1下列关于运动物体下列关于运动物体的合力做功和动能、速度变化的的合力做功和动能、速度变化的关系关系，正确的是，正确的是()A物体做变速运动，合外力一物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化定不为零，动能一定变化B若合外力对物体做功为零，若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零则合外力一定为零C物体的合外力做功，它的速物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化度大小一定发生变化D
17、物体的动能不变，所受的合物体的动能不变，所受的合外力必定为零外力必定为零C大小变化大小变化方向变化方向变化动能不变动能不变cosWFx=90=0W=F不一定为不一定为0 0动能变化动能变化速度变化速度变化合外力做功为合外力做功为0 0【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）高中物理例例2 质量质量为为m的物体静止在水平桌面的物体静止在水平桌面上，它与桌面之间的动摩擦因数为上，它与桌面之间的动摩擦因数为，物体在水平力物体在水平力F作用下开始运动，发作用下开始运动，发生位移生
18、位移x1时撤去力时撤去力F，问物体还能运，问物体还能运动多远？动多远？典例精析典例精析二、动能定理的简单应用二、动能定理的简单应用mgNFf0v=?x=0v=1x全过程全过程应用动能定理：应用动能定理：11-()0-0Fxf xx+=fmg=F做功：做功：F1WFx=f做功：做功：1-()fWf xx始末始末动能均为动能均为0-12Fmgxmgx（）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）高中物理典例精析典例精析二、动能定理的简单应用二、动能定理的简单应用针对训练针对训练
19、2 在在平直公路上，汽车平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度由静止开始做匀加速运动，当速度达到达到vm后立即关闭发动机直到停止，后立即关闭发动机直到停止，运动过程的运动过程的vt图像如图像如图所图所示，设示，设汽车的牵引力汽车的牵引力为为F，所受摩擦力为所受摩擦力为f，全过程中牵引力做功全过程中牵引力做功W1，克服摩擦，克服摩擦力做功力做功W2，则，则()AF f1 4 BF f4 1CW1 W21 1 DW1 W21 3Fff全过程应用动能定理：全过程应用动能定理：W1W20即：即：W1W2面积表示位移面积表示位移x1x2x1 vm/2x2 3vm/2F(x1x2)fx20F：f4
20、:1BC【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）例例3.物体在恒定水平推力物体在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由静止开始运动，发生位的作用下沿粗糙水平面由静止开始运动，发生位移移s1后即撤去力后即撤去力F，物体由运动一段距离后停止运动，物体由运动一段距离后停止运动.整个过程的整个过程的Vt图线如图线如图所示图所示.求推力求推力F与阻力与阻力f的比值的比值.Fs1s0 1 2 3 4vt解法解法1.由动能定理得由动能定理得 WF+Wf=0 即：即：Fs1+（fs）=0由
21、由Vt图线知图线知 s ：s1=4：1 所以所以 F：f=s：s1结果：结果：F：f=4：1【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）解法解法2.分段用动能定理分段用动能定理Fs1s0 1 2 3 4vt撤去撤去F前，由动能定理得前，由动能定理得 （F f）s1=21mV2V21mV2撤去撤去F后，由动能定理得后，由动能定理得 f(s s1)=0 两式相加得两式相加得 Fs1+（fs）=0由解法由解法1 知知 F：f=4：1解法解法3.牛顿定律结合匀变速直线运动规律牛顿定律
22、结合匀变速直线运动规律【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）例例4.物体沿高物体沿高H的光滑斜面从顶端由静止下滑，求它滑到底端时的速度大小的光滑斜面从顶端由静止下滑，求它滑到底端时的速度大小.H解：由动能定理得解：由动能定理得 mgH=mV221V=gH2若物体沿高若物体沿高H的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？仍由动能定理得仍由动能定理得 mgH=mV221V=gH2注意：速度不一定相同注意：速度不一定相同若由若由H高处自由下落
23、，结果如何呢？高处自由下落，结果如何呢？仍为仍为V=gH2【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）高中物理课堂要点小结课堂要点小结动动能能和和动动能能定定理理动能：动能：动能定理动能定理Ekmv2/2标量标量瞬时性瞬时性WEk2Ek1,其中其中W为所有外力做功之和为所有外力做功之和动能定理的应用：动能定理的应用：优点优点步骤步骤【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-
24、公开课课件（推荐）高中物理自我检测区自我检测区123【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）高中物理1 1(对动能的理解对动能的理解)在水平路面上，在水平路面上，有一辆以有一辆以36 km/h行驶的客车，在行驶的客车，在车厢后座有一位乘客甲，把一个车厢后座有一位乘客甲，把一个质量为质量为4 kg的行李以相对客车的行李以相对客车5 m/s的速度抛给前方座位的另一位的速度抛给前方座位的另一位乘客乙，则行李的动能是乘客乙，则行李的动能是()A500 J B200 JC450 J
25、 D900 JC1232k12Emv=对地速度对地速度=36km/h=10m/s车v=5m/s相对v=+=10m/s+5m/s=15m/s地相对车vvv21=4 150J=245【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）高中物理2 2(对动能定理的理解对动能定理的理解)关于运动物体关于运动物体所受的合外力、合外力做的功、物体所受的合外力、合外力做的功、物体动能的变化，下列说法正确的是动能的变化，下列说法正确的是()A运动物体所受的合外力不为零运动物体所受的合外力不为零，合合
26、外力必做功，物体的动能外力必做功，物体的动能肯定肯定 要变化要变化B运动物体所受的合外力为零，运动物体所受的合外力为零，则则 物体物体的动能肯定不变的动能肯定不变C运动物体的动能保持不变，则运动物体的动能保持不变，则该该 物体物体所受合外力一定为零所受合外力一定为零D运动物体所受合外力不为零，运动物体所受合外力不为零，则则 该该物体一定做变速运动，其物体一定做变速运动，其动能动能 要要变化变化B123cosWFx=0 x=900W=cos=0WFx=k0WE=0F【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动
27、能定理PPT-公开课课件（推荐）高中物理1233(动能定理的应用动能定理的应用)一架喷气式飞一架喷气式飞机，质量机，质量m5.0103 kg，起飞过，起飞过程中从静止开始运动当位移程中从静止开始运动当位移达到达到l5.3102 m时，速度达到起飞速时，速度达到起飞速度度v60 m/s，在此过程中飞机受到，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的的平均阻力是飞机重力的0.02倍求飞机受到的平均牵引力倍求飞机受到的平均牵引力(g取取10 m/s2)0v=fF60m/sv=x5.3102 m根据动能定理，有：根据动能定理，有：212=Fxfxmvfkmg=41.8 10 NF【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版版（版）高一物理必修二动能和动能定理PPT-公开课课件（推荐）
