《動能和動能定理》李冰玉.ppt

7.7 動能和動能定理,思考,列車的動能如何變化？變化的原因是什么？,磁懸浮列車在牽引力的作用下（不計阻力），速度逐漸增大,知識回顧,重力做功WG,重力勢能,彈力做功WF,外力做功W,彈性勢能,動能,速度,？,EP=mgh,EP=1/2KX2,設(shè)物體的質(zhì)量為m，在與運動方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移，速度由v1增加到v2，如圖所示。試用牛頓運動定律和運動學(xué)公式，推導(dǎo)出力F對物體做功的表達式。,一. 探究動能的表達式：,根據(jù)牛頓第二定律,結(jié)果與思考,初態(tài)和末態(tài)的表達式均為“mv2/2”，這個“mv2/2”代表什么？,W mv22 mv12,末態(tài),初態(tài),m為物體的質(zhì)量,v為物體的瞬時速度,單位：焦耳（J）,Ek mv2,二.動能,對動能的表達式Ekmv2/2的理解,2、動能是標(biāo)量。只有大小且恒為正值，沒有方向 3、動能是狀態(tài)量.V是瞬時速度。在某一時刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動能。 4、動能具有相對性。對不同的參考系，物體速度有不同的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都以地面為參考系研究物體的運動。,1、物理意義：描述運動狀態(tài)的物理量，,課堂訓(xùn)練,質(zhì)量一定的物體 A、速度發(fā)生變化時，動能一定發(fā)生變化 B、速度發(fā)生變化時，動能不一定發(fā)生變化 C、速度不變時，其動能一定不變 D、動能不變時，速度一定不變,BC,定義了動能的表達式，再來研究我們剛才推出式子,外力做的功,末態(tài)動能,初態(tài)動能,上式表明：,如果物體同時受到幾個力的作用，上式可寫成：,合外力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。,外力對物體所做的功等于物體動能的變化,這就是動能定理,1、當(dāng)外力做正功時，W0，故Ek2Ek1，即動能增加 當(dāng)外力做負(fù)功時，W0，故Ek2Ek1，即動能減少 2、對狀態(tài)與過程關(guān)系的理解 功是伴隨一個物理過程而產(chǎn)生的，是過程量；而動能是狀態(tài)量。 動能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。 3、適用范圍： 對任何過程的恒力、變力；勻變速、非勻變速；直線運動、曲線運動；多過程、瞬間過程都能運用。 4、 動能定理中的功是合外力做的總功的求法 （1）先求合力，再求合力功 （2）先求每個力做的功，再求代數(shù)和,三：對動能定理的理解,舉例說明,上一節(jié)課做實驗探究物體速度與力做功之間的關(guān)系時，曾經(jīng)采用的一種方法是平衡摩擦力，實際上這時小車受到的橡皮筋的拉力就等于物體所受的合力 一架飛機在牽引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速運動速度越來越大，動能越來越大這個過程中是牽引力和阻力都做功，牽引力做正功，阻力做負(fù)功，牽引力和阻力的合力做了多少功，飛機的動能就變化了多少,四、應(yīng)用動能定理解題的一般步驟： （尤其是變力功、曲線運動）：,(1)確定研究對象，明確運動過程.,(3)明確始末狀態(tài)，確定其動能,(2)對研究對象進行受力分析，找出各力所做的 功。,(4)根據(jù)動能定理列方程。,課本例題1,一架噴氣式飛機，質(zhì)量m=5.0103kg，起飛過程中從靜止開始滑跑。當(dāng)位移達到l=5.3102m時，速度達到起飛速度v=60m/s。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍。求飛機受到的牽引力。,分別用動能定理和牛頓運動定律求解,解：對飛機 由動能定理有,牛頓運動定律:,課本例題1,F合=F-F阻=F- kmg =ma ,啟發(fā)：此類問題，牛頓定律和動能定理都適用，但動能定理更簡潔明了。,課本例題2,一質(zhì)量為m、速度為v0 的汽車在關(guān)閉發(fā)動機后于水平地面滑行了距離l 后停了下來。試求汽車受到的阻力。,動能定理：,牛頓運動定律：,F合= 0 -F阻= ma ,由動能定理得,分別用牛頓運動定律和動能定理求解,動能定理與牛頓第二定律的區(qū)別,1.牛頓第二定律是矢量式，反映的是力與加速度的瞬時關(guān)系； 2.動能定理是標(biāo)量式，反映做功過程中功與始末狀態(tài)動能增量的關(guān)系。,3.動能定理不涉及物體運動過程中的加速度和時間，因此在涉及有關(guān)的力學(xué)問題，優(yōu)先應(yīng)用動能定理。,