高中物理 必修2 动能和动能定理

必修2第七章机械能守恒定律动能和动能定理重庆市石柱中学校姚国均必修2第七章机械能守恒定律物体由于运动而具有的能量，叫做动能。一、什么是动能？猜想:物体动能的大小跟什么因素有关?质量速度如何定量地表示动能呢？请举例证明必修2第七章机械能守恒定律探究1动能表达式l光滑水平面上质量为m的木块，在与运动方向相同的恒定外力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？v1v2mF必修2第七章机械能守恒定律结果与思考初态和末态的表达式均为“”，这个“”代表什么？221mv221mv21222121mvmvW“”是一个有特殊意义的物理量。一方面力做功引起了它的变化，另一方面它与质量、速度有关，与动能的特征一致。221mv必修2第七章机械能守恒定律动能的表达式m为物体的质量v为物体的瞬时速度单位：焦耳（J），状态量221mvEk必修2第七章机械能守恒定律探究1动能表达式把一质量为0.5kg的小球以10m/s的速度竖直上抛，经过一段时间，小球落回抛出点时。不计空气阻力，求：（1）小球刚抛出时的动能；（2）小球落回抛出点时的速度；（3）小球落回抛出点时的动能。［题后反思］①动能是矢量还是标量？它与速度方向是否有关？②“物体速度变化，动能一定变化”此判断正确吗？③动能可能小于零吗？必修2第七章机械能守恒定律动能的表达式单位：焦耳（J），状态量221mvEk动能是标量，大于或等于0动能具有相对性必修2第七章机械能守恒定律探究2动能定理W＝Ek2－Ek1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。21222121mvmvW必修2第七章机械能守恒定律探究2动能定理（1）动能定理中Ek1、Ek2、W分别表示什么？W＝Ek2－Ek1末动能初动能力做的功如果物体受到几个力作用,W又表示的物理意义是什么？W是合力做的功，也可以是各力做功的和必修2第七章机械能守恒定律探究2动能定理W＝Ek2－Ek1（2）如果合外力对物体做正功，物体动能怎么变化？合外力对物体做负功，物体动能又怎么变化？合外力做正功，动能增加合外力做负功，动能减少必修2第七章机械能守恒定律探究2动能定理1、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3m，斜面长5m，质量为60kg的人沿斜面下滑所受的阻力是240N。求人滑至底端时的速度。要求：请用两种方法解答本题。［题后反思］（1）比较两种方法，你有何体会？（2）通过求解此题，归纳一下应用动能定理解题的一般步骤。必修2第七章机械能守恒定律探究2动能定理解题思路:(1)选取研究对象.一般选取某一个物体或相对静止的多个物体做研究对象.(2)确定研究过程.研究过程可以是物体运动中的某一阶段,也可以是由物体运动的多个阶段所组成的全过程.(3)在确定的研究过程内,对研究对象进行受力分析和功的分析.在进行功的分析时,不但要分析哪些力做功,还要分析其做功性质（正负）.(4)确定研究对象的初、末动能及动能的变化.这里的初和末是相对所选取的研究过程来讲的.(5)应用动能定理列出相应关系式.用动能定理解题的一般步骤1．明对象、定过程、找初末状态2．析受力、定做功、找速度．3．看动能、求变化量、列方程．4.解方程、讨论结果必修2第七章机械能守恒定律探究2动能定理2、在h高处，以初速度v0分别竖直向下和水平方向抛出一小球，不计空气阻力，求出小球着地时速度大小。请用动能定理求解［题后反思］解决此题后，你有何体会？动能定理也适用于曲线运动只能求出大小，不能求出方向必修2第七章机械能守恒定律探究2动能定理3．教材第75页第5题动能定理也适用于变力做功［题后反思］必修2第七章机械能守恒定律探究2动能定理可以对全过程用动能定理；分过程也适用4、质量为m的小球从距沙坑表面h高处自由落下，进入沙坑，小球在沙坑中运动的最大深度为d，求小球在沙坑中运动受到的平均阻力大小。00)(fddhmg对全过程:fddhmg)(W＝总0EE21kk＝ddhmgf)(hdmgmgf必修2第七章机械能守恒定律1、动能定理中的功是合外力做的总功总功的求法：（1）先求合力，再求合力功（2）先求每个力做的功，再求代数和探究2动能定理2、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。必修2第七章机械能守恒定律探究2动能定理OAB5、质量为2Kg的物体沿半径为1m的1/4圆弧从最高点A由静止滑下，滑至最低点B时速率为4m/s，求物体在滑下过程中克服阻力所做的功。0212BfmvWmgRJmgRmvWBf4212物体在滑下过程中克服阻力所做功4JA到B由动能定理：必修2第七章机械能守恒定律探究反思在探究重力势能时，我们是从重力做功着手研究的；现在探究动能时，也是从力做功着手研究的，为何可以这样做？一个物体能够对外做功，它就具有了能量。做功的过程就能量转化(转移)的过程。