5.3能动能动能定理.pptVIP

* 5.3 能 动能 动能定理 动 能 动能定理 功与能 解题要点 问题引入 问题引入 请同学们举出一些物体能够做功的例子。 (1) 风吹着帆船航行，流动的空气能对帆船做功，说明风具有能量。 (2) 人们在打桩时，先把重锤高高举起，重锤落下就能把木桩打入地里，说明被举高的重锤具有能量。 (3) 射箭运动员把弓拉弯，松手后能把箭射出去，说明拉弯的弓具有能量。 液压打桩锤在施工中 功是能吗？功可以转化为能吗？做功的过程一定伴随着能量转化吗？ 如果一个物体能够做功，或者说具有做功的本领，我们说这个物体具有能量，简称能。 不同运动形式的物质对应不同的能，各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中守恒。 1. 能的概念 2. 功是能量变化的量度 （1）做功使不同形式的能量发生转化。 （2）功是能量变化的量度。 一、功与能 3. 功和能的区别 （2）做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化的大小是用做功的多少来量度。 （1）能是物体运动状态决定的物理量，是状态量；而功则是和物体运动状态变化过程有关的物理量, 是过程量。两者有着本质的区别。 1. 定义 物体由于运动而具有的能叫做动能。 2. 动能的大小 3. 单位 焦（J ） 式中 m 是物体的质量，v 是速度的大小。 4. 说明 （1）动能是标量，只有大小，没有方向，与速度的方向无关。 （2）动能只有正值，没有负值。 二、动能 （1）电视显像管中以3.0×10 m/s 运动的电子； （2）质量为2.0×10 kg、速度为10 m/s运动的小汽车； （3）质量为6.0×10 kg 的地球以3.0×10 m/s 的速度绕太阳旋转。 例1 计算下列几种情形下的动能。 3 7 24 4 解：（1）电子的动能 电视显像管 （2）汽车的动能为 （3）地球的动能 如图所示，质量为 m 的物体，以初速度v0沿水平面向右运动，在合外力F 作用下经过位移 s 后，速度达到 vt ，请分析外力做功与物体动能变化之间的关系。 F s 0 v vt 合 合外力 F 对物体做的功为 三、动能定理 2. 说明 （1）若合外力方向与物体运动方向相同时，合外力对物体做正功，W﹥0 ，则物体动能增加。 （2）若合外力方向与物体运动方向相反时，合外力对物体做负功，W﹤0 ，则物体动能减小。 （3）动能定理也适用于变力做功和曲线运动的情况。 1. 动能定理 合外力对物体所做的功，等于物体动能的改变量: 例2 质量为8g 子弹以400m/s 的速度水平射入厚为5 cm的木板，射出后的速度为100 m/s，求子弹克服阻力所做的功以及子弹受到的平均阻力。 v v 0 解：子弹射入木板的过程中，在竖直方向受到的重力和支持力的作用互相抵消，在水平方向受到阻力为Ff ，如图所示。根据动能定理得 F f 例3 汽车在水平的高速公路上做匀加速直线运动，经过100 m 的距离后，速度由10 m/s 增加到30 m/s，汽车的质量为2×103 kg，汽车前进时所受的阻力为车重的0.02倍,求汽车牵引力所做的功以及牵引力大小。 汽车在运动过程中共受四个力的作用，如图所示。 F G F N F f 重力和支持力不做功（WN = WG = 0 ），只有牵引力和阻力做功。 分析： WF =F s ，Wf = Ff s cos180o = – 0.02 m g s 。 根据动能定理得 由WF =F s 得牵引力大小为 1. 选择研究对象，分析研究对象的受力情况。 2. 计算研究对象所受各力在运动过程中对物体做功