高一物理必修二第七章教学:动能和动能定理解决方案.ppt

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第五章 机械能及其守恒定律 7 动能和动能定理 学.科.网 一、动能的概念 物体由于运动而具有的能叫做动能 思考 物体的动能跟哪些因素有关? m m v v’ m m’ v v 速度相同时,质量越大,物体的动能越大 质量相同时,速度越大,物体的动能越大 思考 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 二、动能的表达式   在光滑的水平面上有一个质量为m的物体,在与运动方向相同的水平恒力的作用下发生一段位移,速度由v1增加到v2,求这个过程中该力所做的功。 二、动能的表达式 动能的表达式:   物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半。 ?单位:J ?标量 zxxkw 类型一:质量为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 思考: 外力做功 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 尝试找出功与动能之间的关系 动能的表达式 1 2 Ek= mv2 物体的质量 物体的速度 物体的动能 1、物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半 2、动能是标量,单位是焦耳(J) 动能定理 W合=Ek2-Ek1 合力做的功 末态的动能 初态的动能 W合= - mv12 1 2 mv22 1 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>0,Ek2>Ek1 ,动能增大 2、合力做负功,即W合<0,Ek2<Ek1 ,动能减小 说明 W合=Ek2-Ek1 过程量 状态量 状态量 既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功,也适用于变力做功;既适用于单个物体,也适用于多个物体;既适用于一个过程,也适用于整个过程。 动能定理的适用范围: 做功的过程伴随着能量的变化。 动能定理: 牛顿运动定律: 课本例题1 一架喷气式飞机,质量m=5.0×103kg,起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3×102m时,速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。 F合=F-F阻=F- kmg =ma ② 分别用牛顿运动定律和动能定理求解 a= 2l v2 由 v2-v02 =2al 得 ① 由动能定理得 由 ①②得F= + kmg 2l mv2 ∴F= + kmg 2l mv2 W合=(F-F阻)l =(F-kmg)l = mv2 1 2 课本例题2 一质量为m、速度为v0 的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l 后停了下来。试求汽车受到的阻力。 动能定理: W合= -F阻l = 0 - mv02 1 2 牛顿运动定律: 由 v2-v02 =2al 得 ① a=- 2l v02 由 ①②得F阻= 2l mv02 F合= 0 -F阻= ma ② 由动能定理得 ∴F阻= 2l mv02 分别用牛顿运动定律和动能定理求解 例3.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. H 解:由动能定理得 mgH= mV2 ∴V= 若物体沿高H的光滑曲面从顶端由静止下滑,结果如何? 仍由动能定理得 mgH= mV2 ∴V= 注意:速度不一定相同 若由H高处自由下落,结果如何呢? 仍为 V= 例4. 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,发生位移s1后即撤去力F ,物体由运动一段距离后停止运动. 整个过程的V–t图线如图所示.求推力F与阻力f的比值. F s1 s 0 1 2 3 4 v t 解法1. 由动能定理得 WF + Wf =0 即:Fs1 +( –fs)=0 由V–t图线知 s :s1 = 4 :1 所以 F :f = s :s1 结果:F :f = 4 :1 zxxkw 解法2. 分段用动能定理 F s1 s 0 1 2 3 4 v t 撤去F前,由动能定理得 (F – f)s1 = mV2 V mV2 撤去F后,由动能定理得 – f(s –s1) = 0 – 两式相加得 Fs1 +( –fs)= 0 由解法

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