2011高中物理 探究动能定理精品课件 新人教版必修2

25v2 S总 14g
易错点：
（1）动能是标量，E k
1 m v 2 对应于物
2
体的瞬时速度，使状态量，物体的运动
速度方向发生变化时，动能不变。
（2）当力做负功时，在动能定理的式中
应出现相应的负号。
的动能是 20 J。足球沿草地作直线运动，受
到的阻力是足球重力的0.2倍。当足球运动到距发
球点20m的后卫队员处时，速度为 20½ m/s
(g=10m/s2)
结论：
瞬间力做功直接转化为物体的初动能
求变力做功问题
在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，
抛出时的速度为V0,当它落到地面时速度为V,用 g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空
B、速度不变，动能一定不变
C、动能变化，速度一定变化
D、动能不变，速度可能变化
二、动能定理
W＝mv22/2－mv12/2
改 写
表达式：W＝Ek2－Ek1
内容：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。
对
动 问题3：如果物体受到几个力的作用，动
能 能定理中的W表示什么意义？
Ek
0
s
1 2
s
停在AB中点
多过程问题
（往复运动）
质量为m的物体以速度v竖直向上抛出，物 体落回地面时，速度大小为3v/4，设物体在运动 中所受空气阻力大小不变，求：
（1）物体运动中所受阻力大小； （2）物体以初速度2v竖直抛出时最大高度； （3）若物体与地面碰撞中无机械能损失，
求物体运动的总路程。
气阻力所做得功等于,( C )
1
A B
m-1g/2hm-1V/2²-m12 Vm²V- 02²-mmVg0h²

1 2 1
Ek mv 631 (7.6 103 ) 2 J 6.08 107 J
2
2
二、动能定理
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。
1、合外力做功。
2、外力做功代数和。
W总
外力的总功
W 合＝
动能变化和某一过程（始末状态）相
对应。
1
1
2
2
mv2 mv1
力F作用下从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示。则
力F所做的功为（ C ）
A. mglcos θ
C. mgl（1-cos θ）
B. Flsin θ
D. Fl（1-sin θ）
解析：小球的运动过程是缓慢的，因而小球在任何时刻均可看成平衡状态，力F的
大小在不断变化，F是变力。对小球，由动能定理可得：WF-mg（l-lcos θ）=0，
落地时的速度是多大？
（2）重物对地面的平均冲击力是多大？
分析 如图，甲表示重物在地面上受到人的作用力，乙表示上升30 cm
后人停止施力，丙表示刚落地，丁表示砸深地面2 cm后静止。重物落
地时的速度，即丙中重物的速度，可以对从甲至丙这一
过程应用动能定理来求解。重物对地面冲击力的大小与
从丙至丁这一过程中重物所受阻力的大小相等，可以对
2
2
1
1
2
2
W m v2 m v1
2
2
1
1
2
2
m
v
m
v
初态和末态的表达式均为“ 2
”，这个“ 2
”代表什么？
动能
1
2
Ek m v
2
一、动能的表达式

②动能定理法 W合 Ek Ek末 Ek初
Fl kmgl 1 mv2 0
2
总结：动能定理不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的 初末状态有关。在处理物理问题时，应优先考虑应用动能定理。
“三 同”
a 、力对“物体”做功与“物体”动能变化中”物体”要相同，即同一物体
b、由于
W Fs
(4)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零．( × )
(5)物体的动能增加，合外力做正功．( √ )
例2．在高h＝6 m的某一高度处，有一质量m＝1 kg的物体自 由落下，物体落地时的速度大小为10 m/s，则物体在下落过程 中克服空气阻力做的功为________J．(g取10 m/s2)
W克f＝10 J
总结动能的“四性”
(1)相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面 为参考系。
(2)状态性：动能是表征物体运动状态的物理量，与物体的运动状态(或某一时 刻的速度)相对应。
(3)标量性：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值。 (4)瞬时性：动能具有瞬时性，与某一时刻或某一位置的速率相对应。
合力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合外力做 功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程, 转化了多少由合外力做了多少功来度量。
动能定理的适用范围及条件：
①既适用于恒力做功，也适用于变力做功.
②既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 ③既适用于单一运动过程，也适用于运动的全过程。 ④动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系.一般 以地面为参考系.
地面为参考系.
对动能定理的理解： 合力对物体做的功的理解
W合
=
1 2
mv22 －

• 2．解题步骤
• (1)选取研究对象，明确它的运动过程．
• (2)分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况，然后 求各个外力做功的代数和．
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• (3)明确物体在过程始末状态的动能Ek1和Ek2. • (4)列出动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题
方程，进行求解．
• [温馨提示] (1)在研究某一物体受到力的持续作用而发 生状态改变时，如涉及位移和速度而不涉及时间时应首 先考虑应用动能定理，而后考虑牛顿定律、运动学公式， 如涉及加速度时，先考虑牛顿第二定律．
• 3．高中阶段动能定理中的位移和速度应以地面或相对地面静止的 物体为参考系．
• 4．适用范围：直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、各个 力同时做功、分段做功均可用动能定理．
• [温馨提示] 动能定理说明外力对物体所做的总功和动能变化间的 一种因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能．
好能够使小球通过，CD之间距离可忽
略．粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点
之间的高度为h.从A点由静止释放一个可
视为质点的小球，小球沿翘尾巴的S形轨
道运动后从E点水平飞出，落到水平地面
上，落点到与E点在同一竖直线上的B点的
距离为s.已知小球质量m，不计空气阻力，
求：
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• (1)小球从E点水平飞出时的速度大小；
s＝vEt,4R＝12gt2(2 分)
解得 vE＝4s
2g R (1
分)
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(2)小球从 B 点运动到 E 点的过程，只有重力做功，设小球运动到 B
点时的速度为 vB，由动能定理得 －mg·4R＝12mv2E－21mv2B(2 分) 解得 v2B＝8gR＋s82Rg(1 分)

Ek
1 2
mv2
Ek：物体的动能；m：物体的质量；v：瞬时速度
单位：
焦耳(J)
1J=1kg·m·s-2·m=1N·m
量性：
标量，无正负之分
动能是状态量。因为速度 v 是瞬时速度，所以动能具有瞬时性。
动能具有相对性，选择不同的参考系，物体的速度可能不同， 所以物体的动能也可能不相同，通常都以地面作为参考系研究 物体的动能。
×631×（7.6×103）2J≈1.8×1010J
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动能定理
在得到动能的表达式
后，1 2
mv2可以写成Ek
定义：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动 能的变化。
公式：W=Ek2-Ek1
动能是标量，没有负值。具有瞬时性和相对性
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谢谢聆听
Hale Waihona Puke mgh 1 mv2 2（名校课堂）动能定理—人教版高中 物理必 修第二 册PPT- 优秀课 件【标 准版本 】
有一质量为 0.2 kg 的物块，从长为 4 m、倾角为 30 光滑斜面顶端处由静 止开始沿斜面滑下，斜面底端和水平面的接触处为很短的圆弧形，如图所 示。物块和水平面间的动摩擦因数为 0.2，求： (1)物块在水平面能滑行的距离； (2)物块克服摩擦力所做的功。 (g 取 10 m/s2)
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研究对象及过程

FN
F
f
G
例3、物体从高出地面H处自由落下，不计空气阻 力，落至 地面掉入沙坑h停止，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其 重力的多少倍？
解法一:分过程处理 H
解法二:整体法
h
例4、一个质点在一个恒力F作用下由静止开始运动,速度达 到V,然后换成一个方向相反大小为3F的恒力作用,经过一段 时间后,质点回到出发点,求质点回到原出发点时的速度.
状态量. D.动和能具有相同的单位,它们的意义完全相同.
2、对于一定质量的物体,正确的说法是: A、物体质量发生变化，动能也一定变化。 B、物体速度不变，动能也一定不变。 C、物体动能发生变化，速度也一定变化。 D、物体动能不变，速度也一定不变。
二、动能定理：
1、内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。 2、推导：
W=mv2/2-0=ms2g/4h
练习:质量为m的汽车,启动后在发动机的功率保持不变的条件 下行驶,经时间t前进距离为s后,速度达量大值v,若行驶中受到的 阻力大小不 变,求汽车发动机的功率?
[例2]如图4-12所示,质量为m 的物体静放在水平光滑的平台 上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度v0向右 匀速走动的人拉着,设人从地面上且从平台的边缘开始向右行 至绳和水平方向成30°角处,在此过程中人所做的功为: A.mv02/2; B.mv02; C.2mv02/3; D.3mv02/8.
若W=0，即Ek2=Ek1，表示外力对物体不作功，物体的功能 是守恒的。
动能定理只涉及物体运动过程中各外力做功的代数和及物 体初末两状态的动能；而不考虑运动过程中的各细节情况，如 a，t等。因此应用动能定理解题比较方便。尤其是物体在变力 情况下。
❖1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 ❖2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 ❖3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 ❖4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 ❖5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 ❖6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月2021/11/32021/11/32021/11/311/3/2021 ❖7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2021/11/32021/11/3November 3, 2021 ❖8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2021/11/32021/11/32021/11/32021/11/3

－ mg ＝ ma ， 所 以 Ff ＝ mg ＋ ma ＝ h ·mg ＝ 0.02
×2×10 N＝2 020 N.
方法二 应用动能定理分段求解
设铅球自由下落到沙面时的速度为 v，由动能定理得
1 2
mgH＝2mv －0，
设铅球在沙中受到的平均阻力大小为 Ff，
1 2
故只有C正确。
【练习】如图甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面AB的
A处连接一粗糙水平面OA，OA长为4 m。有一质量为m的滑块
，从O处由静止开始受一水平向右的力F作用。F只在水平面
上按图乙所示的规律变化。滑块与OA间的动摩擦因数μ＝0.25
，g取10 m/s2，试求：
(1)滑块运动到A处的速度大小；
1 2
1
Ffx＝ mvA－0 即 2mg×2－0.5mg×1－0.25mg×4＝ mv 解得 vA＝5 2 m/s
2
2
1 2
(2)对于滑块冲上斜面的过程，由动能定理得：－mgLsin 30°＝0－ mvA 解得：L＝5 m
2
所以滑块冲上斜面 AB 的长度 L＝5 m
答案 (1)5 2 m/s (2)5 m
)
A.物体速度变化,其动能一定变化
B.物体所受的合外力不为零,其动能一定变化
C.物体的动能变化,其运动状态一定发生改变
D.物体的速度变化越大,其动能变化一定也越大
动能是标量,速度是矢量,当动能
发生变化时,物体的速度(大小)一定
发生了变化,当速度发生变化时,可
能仅是速度的方向变化,物体的动能
可能不变。
6
7
B．载人滑草车最大速度为
C．载人滑草车克服摩擦力做功为mgh
D．载人滑草车在下段滑道上的加速度

这个公式除了告诉我们动能的表达式外，还 1962年11月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行，突然一声巨响，飞机从高空栽了下来。
3：动能定理的使用条件：
一般以地面或相揭对地示面静出止的物：体为力参考系做。 功改变了物体的动能。这个重
要的关系被称为动能定理。 3：知道动能定理的使用条件，初步学习利用动能定理解决简单问题。
祝大家进步！
7.7动能和动能定理
力做的功W与物理量 的变化量相等。
当鸟儿与飞机相对而行时，虽然鸟儿的速度不是很大，但是飞机的飞行速度很大，这样对于飞机来说，鸟儿的速度就很大。
力做的功W与物理量 的变化量相等。
2 力做功与速度的平方成正比。
现在我们已经知道： 也就是说如果有力做功，一定有能量发生变化。
思考：物体的动能发生变化，其速度一定变化；
练习与思考 4)甲的速度是乙的两倍，质量是乙的一半。
W＝ mv22－ mv12 力做的功W与物理量 的变化量相等。 设光滑水平面上，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。 3：知道动能定理的使用条件，初步学习利用动能定理解决简单问题。
明确对象2和过程计：（算通常是：单个物物体体） 的质量是3kg，速度由8m/s变为 6m/s，求物体的动能变化量。 动 能变化∆Ek
v=60m/s
3：知道动能定理的使用条件，初步学习利用动能定理解决简单问题。 这个公式除了告诉我们动能的表达式外，还揭示出：力做功改变了物体的动能。 力做的功W与物理量 的变化量相等。
我们知道，总运动结是相：对的应。 用动能定理解题一般步骤
2:动能的单位：焦耳，J。 一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。