1、 第一节 动能的改变一、动能1、定义:物体由于运动而具有的能量叫动能、定义:物体由于运动而具有的能量叫动能.物体动能的大小与哪些因素有关呢物体动能的大小与哪些因素有关呢?A结论一结论一:物体的速度越大物体的速度越大,动能越大。动能越大。结论二结论二:物体的质量越大物体的质量越大,动能越大。动能越大。结论:结论:动能的大小,与运动物体的动能的大小,与运动物体的质量质量和和速度速度有关,有关,物体的质量物体的质量m越大越大、运动速度、运动速度v越大越大,动能动能就就越大越大。一、动能一、动能一、动能一、动能1.定义:定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能。物体由于运动而具有的能量叫做动能。2.表达
2、式:表达式:2k12Em v 3.单位:单位:焦(焦(J)4.说明:说明:(1)动能是标量,只有大小没有方向。)动能是标量,只有大小没有方向。(2)动能只有正值,没有负值。)动能只有正值,没有负值。(3)动能是状态量,具有瞬时性。)动能是状态量,具有瞬时性。(4)动能具有相对性。)动能具有相对性。与参考系的选取有关。与参考系的选取有关。一般应以地面或相对地面静止的物体为参考系。一般应以地面或相对地面静止的物体为参考系。提问提问:二战时一位飞行员用手抓住了一颗飞行的子弹,二战时一位飞行员用手抓住了一颗飞行的子弹,这说明了什么?这说明了什么?子弹相对飞行员的速度很小,子弹相对飞行员的速度很小,相对
3、动能也就很小。相对动能也就很小。二、恒力做功与动能改变的关系二、恒力做功与动能改变的关系(1 1)设计实验:)设计实验:1 1、实验探究:、实验探究:(3)(3)实验结论:合外力对小车所做的功等于实验结论:合外力对小车所做的功等于 小车动能的改变量小车动能的改变量B B、要保证、要保证 ,此时,此时T=mg;T=mg;Mm小车重物2 2、理论分析与论证、理论分析与论证A A、平衡摩擦力;、平衡摩擦力;(2)2)实验中的注意事项:实验中的注意事项:如图所示,质量为如图所示,质量为mm的物体,在一恒定水平拉力的物体,在一恒定水平拉力F F作用下,作用下,以速度以速度v v1 1开始在光滑水平面运动
4、。经过位移开始在光滑水平面运动。经过位移s s后,速度后,速度达到达到v v2 2。求此过程中,外力做功的大小?。求此过程中,外力做功的大小?问题问题1 1:物体受到哪些外力作用?:物体受到哪些外力作用?问题问题2 2:求出物体所受的各个外力做的功。:求出物体所受的各个外力做的功。问题问题3 3:求外力对物体做的总功:求外力对物体做的总功WW总总;问题问题4 4:比较两物理量的表达式,论证:比较两物理量的表达式,论证WW总总与与E Ek k的关系。的关系。s FW总)(212121E-E212221221kk2kEvvmmvmvasvv22122samasm221amF合s 合s合F1.1.内
5、容:合外力对物体所做的功等于物体内容:合外力对物体所做的功等于物体动动 能的能的改变改变。三、动能定理三、动能定理2 2、表达式:、表达式:kEW合3 3、对表达式的理解:、对表达式的理解:(1 1)合外力做功的两种求法)合外力做功的两种求法:nWWWW.21合cosSFW合合2122221211mvmvEEEkkk(2)(2)动能的改变动能的改变:4 4、合外力对物体做正功,物体的动能增大;、合外力对物体做正功,物体的动能增大;合外力对物体做负功,物体的动能减小;合外力对物体做负功,物体的动能减小;合外力做功是物体动能改变的量度;合外力做功是物体动能改变的量度;5 5、动能定理不仅适用于动能
6、定理不仅适用于恒力作用下物体的运动恒力作用下物体的运动,也适用于也适用于变力做用下物体的运动变力做用下物体的运动;不仅适用于不仅适用于直线运动直线运动也同样适用于也同样适用于曲线运动曲线运动。2121222102121mvmvmv-221mvsmgg22vs 得:fNGWWWW总总根据刚才的例题,若是刹车距离过大,汽车很根据刚才的例题,若是刹车距离过大,汽车很容易与前面的物体相撞,导致车祸的发生,为容易与前面的物体相撞,导致车祸的发生,为了减少车祸的发生,就要使汽车的刹车距离尽了减少车祸的发生,就要使汽车的刹车距离尽可减小,要想让汽车的刹车距离减小,大家有可减小,要想让汽车的刹车距离减小,大家
7、有什么办法呢?能否根据动能定理进行说明!什么办法呢?能否根据动能定理进行说明!g22vs 221mvsmgv例例2如图所示,一球从高出地面如图所示,一球从高出地面H米处由静米处由静止自由落下,不考虑空气阻力,落至地面后并止自由落下,不考虑空气阻力,落至地面后并进入沙坑进入沙坑h米深处停止,若球的质量米深处停止,若球的质量m,求沙,求沙坑阻力对球做的功坑阻力对球做的功.解:若把球的运动过程作为一个整体考虑,解:若把球的运动过程作为一个整体考虑,球的初、末动能均为零,据动能定理球的初、末动能均为零,据动能定理 mg(Hh)+Wf 00 Wf mg(Hh)v例例4一质量为一质量为m的小球,用长为的小球,用长为L的轻绳悬的轻绳悬挂于天花板上,小球在水平力挂于天花板上,小球在水平力F的作用下,从的作用下,从平衡位置平衡位置P点缓慢地移到点缓慢地移到Q点,此时绳子转过点,此时绳子转过了了角,如图所示,则角,如图所示,则F做的功为(做的功为()AmgLcos BmgL(1cos)CFLsin DFL变力做功变力做功 缓慢缓慢解析:小球的运动过程是缓慢的,所以小球动能的变化为0,小球上升过程只有重力mg和F这两个力做功由动能定理得W WF FmgLmgL(1(1coscos )0 00 0所以W WF FmgLmgL(1(1coscos )