高中物理_动能和动能定理教学课件设计.ppt

7 动能和动能定理 一、探究动能的表达式 重力做功WG 重力势能mgh 弹力做功WF 外力做功 w 弹性势能kx2/2 动能表达式？ 探究物体动能表达式 设质量为m的某物体，在与运动方向总相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中力F做的功与v1、v2的关系？ F v1 v2 推导F做功表达式的过程 W=FL L= (v22 －v12 )/2a a=F/m W=? 结果与思考 初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个“mv2/2”代表什么？ W＝ mv22－ mv12 末态 初态 m为物体的质量 v为物体的瞬时速度 单位：焦耳（J） Ek＝ mv2 二.动能 我们对动能的表达式Ek＝mv2/2的理解 1、动能是标量，且只有正值，动能只与物体的速度大小有关，与速度方向无关。(匀速圆周运动） 2、动能是状态量.V是瞬时速度。在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能。 3、动能具有相对性，对不同的参考系，物体速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，一般都以地面为参考系研究物体的运动。 鸟本身速度不快，质量也不大，但相对于飞机来说，由于飞机速度很快，所以它们相互靠近的速度很快，因此，鸟相对飞机的速度很快，具有很大的相对动能，当两者相撞时，会造成严重的空难事故。 对动能相对性的理解 关于动能的理解，下列说法正确的是：  A、一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化。 B、一定质量的物体，速度不变时，动能一定不变。 C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化。 D、一定质量的物体，动能不变时，速度一定不变。 随堂练习 (BC) W＝Ek2－Ek1=△Ek 改写 力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 W＝ mv22－ mv12 三.动能定理 当外力做正功时，W0，故 △Ek0，即Ek2Ek1 动能增加。 当外力做负功时，W0，故△Ek0 ， 即Ek2Ek1 动能减少。 v F v F 思考与讨论（一） 如果物体受到几个力作用,动能定理中的W表示的物理意义是什么？ 合力所做的总功。 动能定理表述为： 合 力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 多个力作用 W合＝Ek2－Ek1 W合＝Ek2－Ek1 W合＝mv22/2－mv12/2 W=W1+W2+W3+… W=F合lcosα 举例说明 上一节课做实验探究物体速度与力做功之间的关系时，曾经采用的一种方法是平衡摩擦力，实际上这时小车受到的橡皮筋的拉力就等于物体所受的合力． 一重量为10N的物体，在15N的水平拉力的作用下，一次在光滑水平面上从静止开始移动0·5m，另一次在粗糙水平面上从静止开始移动相 同的距离，粗糙面与物理间的动摩擦因数为0·2.在两种情况下，物理的末速度是多少？ 思考与讨论（二） 动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解? 把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也能得到动能定理． 例.如图所示，质量为m的物块从高h的光滑斜面顶端O由静止开始滑下，h=5m，则物块到达底端的速度大小为多少？ C A B m h O V=10m/s 对动能定理的理解 1、当外力做正功时，W0，故Ek2Ek1，即动能增加 当外力做负功时，W0，故Ek2Ek1，即动能减少 2、对状态与过程关系的理解 功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。 动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。 3、适用范围： 既适用于恒力做功，也适用于变力做功； 既适用于直线运动，也适用于曲线运动。