动能定理公开课课件.ppt

动能 动能定理,潮阳实验学校高一物理备课组,上节课我们已经通过实验了解到力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的平方成正比即：W v2 。 那么W与v2具体关系是怎样的呢？,前面我们学过物体由于运动而具有的能叫动能，物体的动能应该与物体的质量、速度有关。 那么我们要怎么来定义动能呢？,类比重力势能的定义方法,问题1：如图所示，质量为m的物体在一水平恒力F的作用下，在光滑水平面上运动位移l时，速度由v1变为v2，推导出力F对物体做功的表达式。（用m、v1 、v2 表示）。,分析：根据牛顿第二定律 得 F = ma,而 得：,所以：,功的表达式：,从上面式子可以看出， mv2 很可能是一个具有特定意义的物理量。因为这个量在过程终了时和过程开始时的差，刚好等于力对物体做的功所以 mv2 应该是我们寻找的动能的表达式。,1.定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。,2.动能的定义式：,3.单位：焦（J）,4.说明：,（1）动能是标量，只有大小，没有方向。,（2）动能只有正值，没有负值。,一、动能,（3）v具有相对性，所以Ek也具有相对性。解题时我们要以地面为参考系。即v是相对地面的速度。,二、动能定理,1、动能定理的内容：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、动能定理的表达式：W = EK2 - EK1,问题2：若在问题1中水平面是粗糙的，且摩擦因数为则外力做功与动能变化的关系又如何？,分析：根据牛顿第二定律 F - Ff = ma 而 得： 得： Fl- mgl = 因： W1 = F l ； W2 = - mgl 故： W1 + W2 =,也就是说，如果物体受到几个力的共同作用时，动能定理应表述为：力对物体做的总功，等于物体的动能变化。,即： W总= EK2 - EK1,总功的求法： （1） W合=WW2 Wn （2） W合= F合l cos （ 为合外力与运动方向的夹角）,课堂练习1：一物体静止在粗糙的水平面上，已知m=1 kg,=0.2，现用水平外力F=3 N拉其运动5 m，后立即撤去水平外力F，求其还能滑多远？(g取10 m/s2),解析：全过程拉力做功为 W1=FL摩擦力做功为： W2 = -mg（L+x）由动能定理可得： FL-mg（L+x）=0 解得：x=2.5m,解题心得：,1、解决恒力作用下物体的运动问题，可以用牛顿定律，也可以用动能定理，但往往用动能定理显得更简捷。所以在以后解题时能用动能定理尽量用动能定理。,2、应用动能定理解题的步骤： (1)确定研究对象及运动过程； (2)分析物体在运动过程中的受力情况，明确各力做功的情况； (3)明确初状态和末状态的动能，写出始末状态动能的表达式； (4)根据动能定理列原始方程求解。,注意：在应用动能定理解题的时候，要以地面为参考系。位移是相对地面的位移，速度也是相对地面的速度。,课堂练习2：一质量为2t的汽车以160kw的恒定功率从静止启动，已知汽车在5s内行驶了40m，设汽车在行驶的过程中受到的阻力恒为汽车重力的0.2倍。求汽车在5s末的速度。(g取10 m/s2),解题心得：动能定理不仅适用于恒力做功的问题，也适用于变力做功的问题。而变力问题往往用牛顿定律解决不了，就只能用动能定理。,解析：在这一过程中牵引力做功为： W1 = Pt 阻力做功为： W2 =-kmgL 由动能定理得：Pt kmgL = 代入数据解得: v= m/s = 25.3m/s,课堂练习3：一根长为L的轻绳一端固定，另一端栓一质量为m的小球，现将小球拉至绳与竖直方向成角的位置，如图所示。静止释放小球，不计阻力，求小球运动到最低点时受到绳的拉力大小。（已知重力加速度为g）,解析：小球运动到最低点时受力分析如图所示：由圆周运动的知识可得： FT mg = （1）在这一过程中只有重力做功： WG = mgh =mgL（1-cos） （2）由动能定理可得： WG = mv2 （3）联立以上三式解得： FT =3 mg-2 mg cos,解题心得：动能定理不仅适用于直线运动的问题，也适用于曲线运动的问题。,注意：动能定理是在物体受恒力作用，并且做直线运动的情况下得到的。当物体受变力作用，或做曲线运动时，我们可以把过程分解成许多小段，认为物体在每小段运动中受到的是恒力，运动的轨迹是直线，这样动能定理也适用。,动能定理的适用条件：动能定理的应用非常广泛，不仅适用于恒力问题，也适用于变力问题；不仅适用于直线运动也适用于曲线运动。在经典力学的范畴内，动能定理都适应。,课堂小结 一、动能： 二、动能定理： 1、表达式：W总= EK2 - EK1 2、动能定理解题的步骤： 3、动能定理的适用条件：在经典力学的范畴内，动能定理都适应。,