教科版高中物理必修二4.4《动能 动能定理》ppt课件

外力对物体所做的总功等于物体动能的变化
动能定理 外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.
1、合外力做功
动能变化
2、外力做功之和 和某一过程相对应
W总1 2m2 v 2 1 2m1 v 2
外力的总功 末状态动能 初状态动能
物体动能的变化 ------末减初 讨论与交流 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
对物体受力分析
N
由动能定理
Ff
F
mg
mg
WF+ Wf+ WG=△EK
Fx1-μmg(x1+x2) +mgh =mV2/2-0
动能
物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘
积的一半。
用Ek表示动能，则计算动能的公式为：
Ek
1 mv2 2
1、单位：（焦耳J） 1J1kgm2/s2
2、动能是标量，与速度的方向无关，且均为正值
3、动能具有瞬时性， V为瞬时速度，是状态量
4、动能具有相对性， 一般选地面为参考系
练习
关于动能,下列说法正确的是 A.动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物 体都具有动能 B.动能总是正值 C.一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化； 但速度变化时，动能不一定变化 D.动能不变的物体，一定处于平衡状态
WG+Wf=△EK mg(H+h)–f.h=0 即 mg(H+h)-nmgh=0
∴H:h =(n–1):1
练习1.斜面倾角为α，长为L，AB段光滑，BC段粗
糙，AB=L/3, 质量为m的木块从斜面顶端无初速下
滑，到达C端时速度刚好为零。求：物体和BC段间

二、实验探究合外力做功与物体动能变化的关系
实验设计

如何测质量？ 如何测合力F？ 如何测瞬时速度？
二、动能定理
1、内容：合外力所做的功（外力做功的代数和） 等于物体动能的变化 2、表达式：W＝mv22/2－mv12/2 改 W＝Ek2－Ek1 = △EK
写
a、是对“力是改变物体运动状态的原因”的新的阐释, 是解决力和运动关系的新桥梁，给出了一种求功的新方法 b、“外力”指作用在物体上包含重力在内的所有外力．如 弹力、摩擦力、电场力，万有引力 c．对该定理标量性和相对性的认识 d. 对任何过程的恒力、变力；匀变速、非匀变速；直线运 动、曲线运动都能运用
Step4、探寻合外力做功和物体动能变化的关系
一、理论探究
如图所示，粗糙水平面上质量为m的物体， 在恒力 F 作用下，经位移 x 后，速度由 v1 增 加到v2，结果又如何？
W Fx 1 2 1 2 F合 F f ma W合 mv2 mv1 2 2 2 2 v2 v1 2ax
练习1
1、质量为m=3kg的物体与水平地面之间的 动摩擦因数μ=0.2，在水平恒力F=9N作用 下起动，当m位移L1=8m时撤去推力F，问： 物体还能滑多远？(g＝10m/s2)
f N mg 6 N
对全过程用动能定理：
f
N F mg L1 L2
FL1 f ( L1 L2 ) 0 0
应用动能定理解题的一般步骤： （1）确定研究对象，画出过程示意图；
（2）分析物体的受力，明确各力做功的情
况，并确定外力所做的总功；
（3）分析物体的运动，明确物体的初、末状
态，确定初、末状态的动能及动能的变化；
（4）根据动能定理列方程求解；

例1：一架喷气式飞机，质量m=5×103kg，起飞 过程中从静止开始滑跑的路程为l=5.3×102m时， 达到起飞的速度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（k=0.02），求 飞机受到的牵引力。
应用动能定理解题的一般步骤：
1、确定研究对现象，明确运动过程 2、分析物体在运动过程中的受力情况，明确各 个力是否做功，是正功还是负功，求出总功 3、明确起始状态和终了状态的动能 4、用动能定理形式转化为 另一种形式的过程，或从一个物体转移到 另一个物体的过程。在上面的例题中，阻 力做功，汽车的动能到哪里去了?
练习：物体从高出地面H（m）处自由下落（不 计空气阻力），落至地面陷入沙坑h(m)后静止。 求物体在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？
H
h
击穿铅笔瞬间
2
mv
1 mgh 0 2mv
二、动能定理 1、内容： 合外力所做的功等于物体动能的变化 2、公式： 3、说明：
W E E K 2 K 1
①等式的左边W是合外力所做的总功
总功
求力对物体所做的总功有两种方法：
(1)、分别求出每个力所做的功，然后求出所有
功的代数和。即：
W总=W1+W2+……+Wn (2)、先求出物体所受的合力，然后再求出合力 的功，即：W总=F合Scosα
一、动能
1、定义： ——物体的动能等于物体质量与物体速度的 二次方的乘积的一半。
2 1 2、公式： E k 2 mv
3、单位： 焦耳，符号 4、量性： 标量
J
5、注意：动能是一个状态量，反映运动物体的某一 时刻的状态
问题:
外力对物体所做的功与物体动 能之间究竟有什么普遍的关系？

了多少由合外力做了多少功来度量
探究一
探究二
【例 1】一物体做变速运动时,下列说法正确的有( ) A.合外力一定对物体做功,使物体动能改变 B.物体所受合外力一定不为零 C.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变 D.物体加速度一定不为零 解析:物体的速度发生了变化,则合外力一定不为零,加速度也一定不为
探究一
探究二
【例 2】
AB 是竖直平面内的14圆弧轨道,在下端 B 与水平直轨道相切,如图所示.一小 球自 A 点起由静止开始沿轨道下滑.已知圆轨道半径为 R,小球的质量为 m,
不计各处摩擦.求: (1)小球运动到 B 点时的动能; (2)小球下滑到距水平轨道的高度为12R 时的速度大小.
探究一
(3)一般情况下,由牛顿运动定律和运动学规律能够求解的问题,用动能定 理也可以求解,并且更为简捷
探究一
探究二
解题 步骤
(1)确定研究对象和研究过程 (2)对研究对象进行受力分析(研究对象以外的物体施于研究对象的力 都要分析,含重力) (3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正 负).如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段 做的功 (4)写出物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能) (5)按照动能定理列式求解
推
导 过 程
W = Fx
2ax = v22-v12
⇒W=12
mv2
2
−
1 2
mv1
2
F = ma
适 (1)动能定理适用于直线运动,也适用于曲线运动 用 (2)适用于恒力做功,也适用于变力做功 范 (3)既能研究单一物体,也能研究物体系统 围 (4)若物体运动包含几个不同的过程时,可分段考虑,也可以整体处理