橫縣百合完全中學(xué)——韋衍虎8.3動能和動能定理問題導(dǎo)入 物體的動能跟物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)系。物體的質(zhì)量越大，速度越大，它的動能就越大。炮彈在炮筒內(nèi)推力的作用下速度越來越大，動能增加這種情況下推力對物體做了功。 你還能舉出其他例子，說明動能和力做的功有關(guān)嗎？這對于定量研究動能有什么啟發(fā)呢？一、動能的表達(dá)式 質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上運(yùn)動，在與運(yùn)動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移l，速度由v1增加到v2。恒力F對物體做功W=Fl由牛頓第二定律F=ma初末速度與位移的關(guān)系聯(lián)立式子動能的表達(dá)式：①動能是標(biāo)量，沒有方向，只有大小，且只能是正值。o勻速圓周運(yùn)動：EK不變3J+4J=7J動能的表達(dá)式：②單位：焦耳J，與功的單位相同。1N·m=1J1Kg（m2/s2）=1Kg·m/s2·mN④具有相對性③具有瞬時性某一時刻的動能←速度瞬時性Ek對于v狀態(tài)量←速度相對性不同參考系Ek不同 2016年8月16日，我國成功發(fā)射首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”，它的質(zhì)量為631kg,某時刻它的速度大小為7.6km/s,此時它的動能是多少？注意速度的單位用EK1表示用EK2表示W(wǎng)=EK2-EK1動能的變化力做的功正功負(fù)功動能↑動能↓二、動能定理 力在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。W=EK2-EK1動能的變化力做的功同時受多個力W合=F合l或W合=W1+W2+W3+W4恒力、直線→變力、曲線微元分割課本例題1：一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量m為7.0×104kg，起飛過程中從靜止開始滑跑。當(dāng)位移l達(dá)到2.5×102m時，速度達(dá)到起飛速度80m/s。在此過程中，飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍。求飛機(jī)平均牽引力的大小。 豎值方向的重力和支持力與運(yùn)動方向垂直，垂直無功，只有水平方向的摩擦力與運(yùn)動方向相反，做負(fù)功；牽引力與運(yùn)動方向相同，做正功。先對飛機(jī)進(jìn)行運(yùn)動分析和受力分析、能量變分析。分析： 初動能為零，末動能不為零，知道它在滑跑過程中增加的動能。根據(jù)動能定理，動能的增加等于牽引力和阻力做功的代數(shù)和。0牽引力正功：F牽l阻力做負(fù)功：-F阻l解： 以飛機(jī)為研究對象，運(yùn)用動能定理。左邊相加等于右邊相加：代入數(shù)據(jù)得：課本例題2：人們有時用“打夯”的方式把松散的地面夯實(shí)。設(shè)某次打夯符合以下模型：兩人同時通過繩子對重物各施加一個力，力的大小均為320 N,方向都與豎直方向成37?，重物離開地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的質(zhì)量為50kg, g取10m/s2, cos37?=0.8。 求：（1）重物剛落地時的速度是多大？（2）重物對地面的平均沖擊力是多大？ 先對重物進(jìn)行運(yùn)動分析和受力分析、能量變分析。把物體的運(yùn)動分為上升甲乙、下落到地面乙丙和深入地面丙丁三個過程。分析： 上升階段拉力做正功，重力做負(fù)功，下落階段拉力無功，重力正功，且大小與上升階段的相同，深入地面階段有重力做正功，阻力做負(fù)功。初動能為零，末動能不為零，知道它在下落過程中增加的動能：深入過程動能減少為0。根據(jù)動能定理求解。0拉力做正功：F合l重力不做功解： （1）以重物為研究對象。甲丙階段運(yùn)用動能定理。左邊相加等于右邊相加：代入數(shù)據(jù)得：F合=2Fcos37?=2×320×0.8=512N0阻力做負(fù)功：F阻l′重力做正功：mgl′左邊相加等于右邊相加：代入數(shù)據(jù)得：（2）同理丙丁過程找到初末狀態(tài)的速度，以及過程的力做功情況。 演繹推理是從一般性結(jié)論推出個別性結(jié)論的方法，即從已知的某些一般原理、定理、法則、公理或科學(xué)概念出發(fā)，推出新結(jié)論的一種思維活動。 比如，在“動能定理”的推導(dǎo)過程中，其出發(fā)點(diǎn)是將牛頓第二定律作為已知的知識來考慮，然后經(jīng)歷一系列數(shù)學(xué)推導(dǎo)，從而得到新的結(jié)論 ——動能定理。演繹推理課堂練習(xí)例1：質(zhì)量是8g的子彈，以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板，射穿后的速度是100m/s。子彈射穿木板的過程中受到的平均阻力是多大?解：先對子彈穿過木板進(jìn)行運(yùn)動分析和受力分析、能量變分析。阻力做負(fù)功，重力不做功，前后對比速度減少，即動能減少。應(yīng)用動能定理即可。阻力做負(fù)功：-F阻d左邊相加等于右邊相加：代入數(shù)據(jù)得：例2：民航客機(jī)機(jī)艙緊急出口的氣囊是一條連接出口與地面的斜面，若斜面高3.2m，斜面長6.5m，質(zhì)量60kg的人沿斜面滑下時所受的阻力是240N，求人滑至底端時的速度。請用動能定理解答本題。課堂練習(xí)解：先對人滑下斜面進(jìn)行運(yùn)動分析和受力分析、能量變分析。阻力做負(fù)功，重力做正功，支持力不做功，前后對比速度增加，即動能增加。應(yīng)用動能定理即可。0阻力做負(fù)功：F阻l重力做正功：mgh左邊相加等于右邊相加：代入數(shù)據(jù)得：一、動能的表達(dá)式①m是物體的質(zhì)量，v是物體的瞬時速率。②標(biāo)量，只有大小，沒有方向，且只能是正值。③動能的國際制單位是焦耳J，與功的單位相同。④動能是狀態(tài)量，具有瞬時性和具有相對性。二、動能定理 在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。課堂小結(jié)

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高中物理人教版 (2019)必修 第二冊電子課本

3 動能和動能定理

版本： 人教版 (2019)

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