高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊第3節(jié) 動能和動能定理優(yōu)質(zhì)課ppt課件

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子彈被高速射出，則可擊穿玻璃、木塊甚至石頭等。
臺風、龍卷風等強烈的空氣流動可以拔起大樹、掀翻汽車甚至摧毀房屋。
風、子彈因運動而具有了對外做功的能力，物理上稱這些物體具有了能量
物理學中把物體因運動而具有的能量稱為動能
在船上加掛風帆，利用氣流的動能推動帆船前進
風車和水車，利用氣流和水流的動能從事各種生產(chǎn)活動。
物體動能的大小與哪些因素有關(guān)呢？
動能的大小與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān)。物體的質(zhì)量 m 越大，速度 v 越大，其動能就越大。
1、物理學中，物體的動能表示為：
質(zhì)量10kg的小球從高20m平臺落下，求落地時的動能（g=10m/s2)。
力做功與物體的動能有什么關(guān)系呢？
小車通過撞擊對紙盒做功，使紙盒從靜止開始運動，紙盒的動能從無到有。
滾動的保齡球具有動能，滾動過程速度越來越慢，保齡球動能減小。
是不是力做功導致了物體動能的變化呢？
在地面上滾動的足球速度越來越小
合外力 f，方向與運動方向相反
自由落體的物體速度越來越大
只受重力G，方向與運動方向相同
恒力做功與動能改變的關(guān)系
此實驗的裝置與“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置基本相同。
探究恒力做功與動能改變的關(guān)系
1、實驗中如何平衡摩擦力？2、如何讓小車所受的合力近似等于鉤碼的重力？為什么？
用細線通過定滑輪連接小車與鉤碼，紙帶通過打點計時器與小車相連。實驗中，通過改變鉤碼數(shù)量來改變小車所受拉力的大小，通過打點計時器打印出的紙帶測量需要的量。
算出每次拉力做的功及相應(yīng)的小車動能的改變量。比較二者之間的關(guān)系。
小車質(zhì)量M、鉤碼質(zhì)量m
小車質(zhì)量0.2kg,拉力0.2N
合外力做功等于動能的變化
設(shè)一個物體的質(zhì)量為 m，初速度為 v1，在與其運動方向相同的合外力 F 的作用下經(jīng)過一段位移 s 后，速度增加到 v2
根據(jù)牛頓第二定律和勻變速直線運動的規(guī)律
合外力對物體做的功等于物體動能的變化量。
1、合外力做功與物體動能變化
2、合外力做功也可以理解為外力做功的總和
3、動能定理在物體受到變力作用或做曲線運動的情況下也成立
1、在足球賽場上，某運動員用力踢出質(zhì)量為1 kg的足球，使足球在水平方向上運動了30m，假設(shè)運動員踢球的平均作用力是200N則該運動員對足球做的功是（ ） A．6000 J B．500J C．200 J D．條件不足，無法確定
2、如圖所示，一輛汽車正以v1 =72 km/h 的速度勻速直線行駛，司機發(fā)現(xiàn)在前方150m 處停有一故障車輛，馬上進行剎車操作。設(shè)司機的反應(yīng)時間t1 = 0.75 s，剎車時汽車受到的阻力為重力的1/2 。取重力加速度 g = 10 m/s2。請計算從發(fā)現(xiàn)故障車至停下，汽車在這段時間內(nèi)發(fā)生的位移，據(jù)此判斷這兩輛車是否會相撞。
在司機的反應(yīng)時間內(nèi)，后車做勻速直線運動，位移 s1 = v1t1。后車剎車后，在水平方向只受到阻力F阻的作用，發(fā)生的位移為 s2。根據(jù)已知條件，運用動能定理即可求出 s2， 若 s1+s2 ＜ 150 m ，則兩車不會相撞。
設(shè)后車剎車時所受阻力為 F阻；司機反應(yīng)時間內(nèi)后車的位移為 s1；從開始剎車到停止，后車的位移為 s2。后車受力分析如圖所示。
由勻速直線運動公式可得
s1 = v1t1 = 20×0.75 m = 15 m
發(fā)現(xiàn)故障車至停下汽車發(fā)生的位移為
s = s1+s2 = 55 m
s ＜ 150 m，故兩車不會相撞。
《 中華人民共和國道路交通安全法 》規(guī)定，機動車在道路上行駛，不得超過限速標志標明的最高時速。你能從物理學的角度說明該規(guī)定的理由嗎？
運用動能定理不僅可以較簡便地求解一些恒力做功問題，還可求解一些特殊情況下的變力做功問題。
3、雨滴在空中下落時會受到空氣阻力，空氣阻力 f 的大小與雨滴下落速率 v 的二次方成正比，即f = kv2，其中k為常數(shù)。若質(zhì)量為m的雨滴，從高h處以初速度v0豎直加速下落，接近落地前開始做勻速直線運動。已知重力加速度為 g，求該雨滴從高處下落到地面的過程中，空氣阻力對其所做的功。
①合外力對物體做的功等于物體動能的變化量。
④合外力對物體做的功可理解為外力對物體做功的總和
②合外力對物體做正功，物體動能增加； 合外力對物體做負功，物體動能減少；
⑤動能定理也適用于變力做功和曲線運動