高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理图文课件ppt

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物体由于运动而具有的能量叫做动能。
物体的动能与哪些因素有关？
动能与物体的质量（m）和运动的速度（v）有关。
我们知道功是能量转化的量度，重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹性势能的变化。那么动能和力的做功有关吗？
例如：炮弹在炮筒内推力的作用下速度越来越大，动能增加，这种情况下推力对物体做了功。
物体动能的变化与力的做功有关。
炮弹发射时火药的推力做功
子弹穿透木板时受阻力做功
本节我们就来探寻动能的表达式以及动能的变化与力的做功的关系。
【例1】 光滑水平面上，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，速度由v1增加到v2。试求这个过程中合外力做的功。
解：根据牛顿第二定律，有: F＝ma 速度与位移的关系式：
【例2】 粗糙水平面上，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，速度由v1增加到v2，已知阻力恒定为f，试求这个过程中合外力做的功。
解：根据牛顿第二定律，有: F-f＝ma 速度与位移的关系式：
【例3】 质量为m的物体，沿一段曲线运动，速度由v1增加到v2，试推导这个过程中合外力做的功与速度的关系。
演绎推理是从一般性结论推出个别性结论的方法，即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推出新结论的一种思维活动。 比如，在“动能定理”的推导过程中，我们是将牛顿第二定律作为已知的知识来考虑，然后经历一系列数学推导，从而得到新的结论—动能定理。
动能与质量（m）和速度（v）有关。
功 与 能量 的转化的概念紧密相连。
物体由于物体运动而具有的能量。
焦耳（J） 1J=1kg·m2/s2
2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为631 kg，某时刻它的速度大小为 7.6 km/s，此时它的动能是多少？
1. 内容：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。
动能定理在曲线运动和变力做功情况下仍然适用。
【例 1】一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104 kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移 l 达到 2.5×103m 时，速度达到起飞速度 80 m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的1/50。g 取10 m/s2 ，求飞机平均牵引力的大小。
力、位移、功、质量、速度、动能、动能变化
飞机平均牵引力的大小是 1.04×105N。
【思考】若已知该飞机起飞时功率恒定为200000kW，求上述过程所用的时间？
【题后反思】从这个例题可以看出，动能定理源于牛顿第二定律，高于牛顿第二定律。动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它处理问题常常比较方便。在应用动能定理时还应该注意，力对物体做的功可以为正值，也可以为负值。
【例2】人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320 N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg， g取10 m/s2， cs 37°＝0.8。求： （1）重物刚落地时的速度是多大？ （2）重物对地面的平均冲击力是多大？
解 （1）两根绳子对重物的合力 F合＝ 2 F cs 37°＝2×320×0.8 N＝512 N 由A至E的过程中，应用动能定理可得
（2）由E到F的过程中，应用动能定理可得
重物落地时的速度大小为2.5 ｍ/s，对地面的平均冲击力的大小为8.3 × 103 Ｎ
【例3】民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面，若斜面高 3.2 m，斜面长6.5 m，质量为60 kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240 N，求人滑至底端时的速度大小，g取10 m/s2。
① 牛顿第二定律+运动学规律：mgsinθ-f=ma，v2=2aL，v=3.46 m/s
【例3】民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面，若斜面高 3.2 m，斜面长6.5 m，质量为60 kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240 N，求人滑至底端时的速度大小，g取10 m/s2。
② 动能定理：mgh-fL=mv2/2，代入数据得：v=3.46 m/s
确定初末状态，分析该过程中各力做的功及动能变化。
根据动能定理列方程求解。并对结果进行必要的讨论。
注意各力做功的正负情况