1、第四章第四章 机械能和能源机械能和能源 4.3-4.4 4.3-4.4 动能动能 动能定理动能定理 第一课时第一课时 学习目标定位 理解动能的概念，掌握其表达式. 能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动 能定理的物理意义. 能应用动能定理解决简单的问题. 学习探究区 一、动能 二、合外力做功和物体动能的变化 三、应用动能定理解题的优点及步骤 一、动能 1. 如图所示，物体在恒力F的作用下向前运动了一段距离，速度由v1 增加到v2.试推导出力F对物体做功的表达式 问题设计 m F v1 v2 位移x 答案：WFx 联立，得 表示哪种能量 的变化呢? 一、动能 2对比重力做功与F做功的表
2、达式，你得到什么启示？ 问题设计 答案：WGmgh1mgh2 功 重力势能 的变化量 我们把 mv2表示的能量叫做动能 1 1动能的表达式动能的表达式 ： 要点提炼 (1)动能的瞬时性 ： 2 2对动能的理解对动能的理解： 物体动能的大小与物体瞬时速度的大小相对应 ，是一个状态量 (2)动能的标矢性 ： 动能是标量，只有大小没有方向，且总大于(v0 时)或等于零(v0时)，不可能小于零(无负值)运算过程中无需考 虑速度方向 (3)动能的相对性 ： 对于不同的参考系，物体的速度不同，则物体的 动能也不同没有特别指明时，都是以地面为参考系 3 3动能动能的的变化量变化量 ： 要点提炼 末状态的动能
3、与初状态的动能之差， 即 动能的变化量是过程量； Ek0，表示物体的动能增大； Ek0，表示物体的动能减小 延伸思考 质量为m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 度变为v1.请思考并讨论以下问题： (1)写出物体在A、B点时的动能 (2)物体由A到B的过程中，动能的变化量是多少？ 答案：（1）A点动能 B点动能 （2） 返回 二、合外力做功和物体动能的变化 由公式 可知，合外力做功与物体动能的变化有什么 关系？ 问题设计 答案：合外力所做的功等于物体动能的变化. 动能定理动能定理1 1表表 达式：达式： 2 2关于动能定理的几点说明关于动能定理的几点说明 (1)W的含义
4、：包含重力在内的所有外力所做功的 . (2)W与Ek的关系：合力做功是引起物体动能变化的原因 WWE Ek2 k2 E Ek1 k1 E E k k 要点提炼 代数和 如果合力对物体做 ，物体的动能增加；如果合力对物体做 ，物 体的动能减少；如果合力对物体不做功，物体的动能 (3)动能定理的实质：功能关系的一种具体体现，物体动能的改 变可由合外力做功来度量 W表示这个过程中合力做的功 其中 表示一个过程的末动能， 表示这个过程的初动能 正功 负功 不变 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 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：成立
5、. 微元 法 将曲线运动分割成可无数小段， 每小段可看做恒力作用下的直线运 动。 返回 三、应用动能定理解题的优点及步骤 (1)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 个过程合力做的功，无需关心中间运动过程的细节，而且功和能都 是标量，无方向性，计算方便 1 1应用动能定理解题的优点应用动能定理解题的优点 (2)当题目中不涉及a和t，而涉及F、x、m、v等物理量时，优先考虑使 用动能定理 (3)动能定理既适用于恒力作用过程，也适用于变力作用过程，既适用 于直线运动也适用于曲线运动，既适用于单个物体也适用于多个物 体，特别是变力及多过程问题，动能定理更具有优越性 (1)选取研
6、究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程 2 2应用动能定理解题应用动能定理解题的的一般步骤一般步骤 (2)对研究对象进行受力分析，明确各力做功的情况，求出外力做功 的代数和 (3)明确物体在初、末状态的动能Ek1、Ek2. (4)列出动能定理的方程WEk2Ek1，结合其他必要的解题方程 ， 求解并验算 三、应用动能定理解题的优点及步骤 一、对动能定理的理解 典例精析 例1 关于动能、动能定理，下 列说法正确的是( ) A一定质量的物体，动能变化 时，速度一定变化，但速度变 化时，动能不一定变化 B动能不变的物体，一定处于 平衡状态 C合力做正功，物体动能可能 减小 D运动物体所受的合外力为
7、零 ， 则物体的动能肯定不变 AD 返回 矢量 标量 变化 变化 动能不变 速度方向可以发生变化 动能增加 做功为0 动能不变 一、对动能定理的理解 典例精析 针对训练1 下列关于运动物体 的合力做功和动能、速度变化的 关系，正确的是( ) A物体做变速运动，合外力一 定不为零，动能一定变化 B若合外力对物体做功为零， 则合外力一定为零 C物体的合外力做功，它的速 度大小一定发生变化 D物体的动能不变，所受的合 外力必定为零 C 返回 大小变化 方向变化动能不变 F不一定为0 动能变化速度变化 合外力做功为0 例2 质量为m的物体静止在水平桌面 上，它与桌面之间的动摩擦因数为 ，物体在水平力F
8、作用下开始运动， 发生位移x1时撤去力F，问物体还能 运动多远？ 典例精析 二、动能定理的简单应用 返回 解析解析 全过程应用动能定理 ： F做功 ： f做功 ： 始末动能均为0 典例精析 二、动能定理的简单应用 针对训练2 在平直公路上，汽车 由静止开始做匀加速运动，当速度 达到vm后立即关闭发动机直到停止 ，运动过程的vt图像如图所示， 设汽车的牵引力为F，所受摩擦力 为f，全过程中牵引力做功W1，克 服摩擦力做功W2，则( ) AFf14 BFf41 CW1W211 DW1W213 解析解析 Ff f 全过程应用动能定理：W1W20 即：W1W2 面积表示位移 x1x2 x1 vm/2
9、x2 3vm/2 F(x1x2)fx20 F：f4:1 BC 返回 课堂要点小结 动 能 和 动 能 定 理 动能： 动能定理 Ekmv2/2 标量 瞬时性 WEk2Ek1,其中W为所有外力做功之和 动能定理的应用： 优点 步骤 返回 自我检测区 123 1(对动能的理解)在水平路面上 ，有一辆以36 km/h行驶的客车， 在车厢后座有一位乘客甲，把一 个质量为4 kg的行李以相对客车5 m/s的速度抛给前方座位的另一位 乘客乙，则行李的动能是( ) A500 J B200 J C450 J D900 J C 123 对地速度 解析解析 2(对动能定理的理解)关于运动物体 所受的合外力、合外力
10、做的功、物体 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， 合外力必做功，物体的动能肯定 要变化 B运动物体所受的合外力为零，则 物体的动能肯定不变 C运动物体的动能保持不变，则该 物体所受合外力一定为零 D运动物体所受合外力不为零，则 该物体一定做变速运动，其动能 要变化 B 123 解析解析 123 3(动能定理的应用)一架喷气式飞 机，质量m5.0103 kg，起飞过程 中从静止开始运动当位移达到l 5.3102 m时，速度达到起飞速度v 60 m/s，在此过程中飞机受到的 平均阻力是飞机重力的0.02倍求 飞机受到的平均牵引力(g取10 m/s2) x5.3102 m 根据动能定理，有： 解析解析
