高中物理：动能和动能定理.ppt

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高中物理新人教版必修系列课件7.7动能和动能定理教学目标教学目标、掌握用动能定理还能解决一些用牛顿第二定律和运动学公式难以求解的问题，如变力作用过程、曲线运动等问题。

、掌握用动能定理处理含有涉及的物理量中的F、l、m、v、W、Ek等物理量的力学问题。

第一课时一一.动能动能1.1.物体由于运动而具有的能叫动能物体由于运动而具有的能叫动能2.2.动能的大小：

动能的大小：

3.3.动能是标量动能是标量4.4.动能是状态量，也是相对量因为为瞬时速度，动能是状态量，也是相对量因为为瞬时速度，且与参考系的选择有关且与参考系的选择有关,公式中的速度一般指相对于地公式中的速度一般指相对于地面的速度面的速度5.5.动能的单位与功的单位相同动能的单位与功的单位相同-焦耳焦耳.6.6.动能与动量大小的关系：

动能与动量大小的关系：

一个物体的动量发生变化，它的动能不一定变化一个一个物体的动量发生变化，它的动能不一定变化一个物体的动能发生变化，它的动量一定变化物体的动能发生变化，它的动量一定变化二、动能定理二、动能定理1.1.合外力合外力所做的功等于物体所做的功等于物体动能的变化动能的变化,这个结论叫做这个结论叫做动能定理动能定理.合合2.2.动能定理的理解及应用要点动能定理的理解及应用要点:

（1）

（1）等式的左边为各个力做功的代数和，正值代表正功，等式的左边为各个力做功的代数和，正值代表正功，负值代表负功。

等式右边动能的变化，指末动能负值代表负功。

等式右边动能的变化，指末动能EEK2K2=1/2mv=1/2mv2222与初能与初能EEK1K1=1/2mv=1/2mv1122之差之差.

（2）

（2）“增量增量”是末动能减初动能是末动能减初动能EEKK00表示动能增加，表示动能增加，EEKK00表示动能减小表示动能减小（3）（3）在动能定理中在动能定理中,总功指各外力对物体做功的代数和总功指各外力对物体做功的代数和这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力力或其他的力或其他的力等等（4）（4）动能定理适用动能定理适用单个单个物体，对于物体系统尤其是具有物体，对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理由于相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能（比如此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能（比如内能）的转化内能）的转化（5）（5）各力位移相同时，可求合外力做的功，各力位移不各力位移相同时，可求合外力做的功，各力位移不同时，分别求力做功，然后求代数和同时，分别求力做功，然后求代数和（6）（6）有些力在物体运动全过程中不是始终存在的，若物有些力在物体运动全过程中不是始终存在的，若物体运动过程中包含几个物理过程，物体运动状态、受体运动过程中包含几个物理过程，物体运动状态、受力等情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须力等情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待根据不同情况分别对待.（7）（7）动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系系.一般以地面为参考系一般以地面为参考系.（8）（8）若物体运动过程中包含几个不同的物理过程，解题若物体运动过程中包含几个不同的物理过程，解题时可以分段考虑时可以分段考虑.若有能力，可视全过程为一整体，用若有能力，可视全过程为一整体，用动能定理解题动能定理解题.（9）（9）动能定理中涉及的物理量有、动能定理中涉及的物理量有、等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理。

由于只需从力在整个位移内的功考虑使用动能定理。

由于只需从力在整个位移内的功和这段位移始末两状态动能变化去考察，无需注意其和这段位移始末两状态动能变化去考察，无需注意其中运动状态变化的细节，又由于动能和功都是标量，中运动状态变化的细节，又由于动能和功都是标量，无方向性，无论是直线运动或曲线运动，计算都有会无方向性，无论是直线运动或曲线运动，计算都有会特别方便。

特别方便。

总之，无论做何种运动，只要不涉及加速度和时间，总之，无论做何种运动，只要不涉及加速度和时间，就可考虑应用动能定理解决动力学问题。

就可考虑应用动能定理解决动力学问题。

例例1、钢球从高处向下落，最后陷入泥中，如果空气钢球从高处向下落，最后陷入泥中，如果空气阻力可忽略不计，陷入泥中的阻力为重力的阻力可忽略不计，陷入泥中的阻力为重力的n倍，倍，求：

钢珠在空中下落的高度求：

钢珠在空中下落的高度H与陷入泥中的深度与陷入泥中的深度h的的比值比值Hh=?

解解:

画出示意图并分析受力如图示：

画出示意图并分析受力如图示：

hHmgmgf由动能定理，选全过程由动能定理，选全过程mg（H+h）nmgh=0H+h=nhH:

h=n-1练习练习11、放在光滑水平面上的某物体，在水平恒力、放在光滑水平面上的某物体，在水平恒力FF的作用下，由静止开始运动，在其速度由的作用下，由静止开始运动，在其速度由00增加到增加到vv和由和由vv增加到增加到2v2v的两个阶段中，的两个阶段中，FF对物体所做的功之对物体所做的功之比为比为（）（）A.11A.11B.12B.12C.13C.13D.14D.14C例例2如右图所示，水平传送带保持如右图所示，水平传送带保持1m/s的速度运的速度运动。

一质量为动。

一质量为1kg的物体与传送带间的动摩擦因数为的物体与传送带间的动摩擦因数为0.2。

现将该物体无初速地放到传送带上的。

现将该物体无初速地放到传送带上的A点，然后点，然后运动到了距运动到了距A点点1m的的B点，则皮带对该物体做的功为点，则皮带对该物体做的功为（）A.0.5JB.2JC.2.5JD.5J解解:

设工件向右运动距离设工件向右运动距离S时，速度达到传送带的速时，速度达到传送带的速度度v，由动能定理可知由动能定理可知mgS=1/2mv2解得解得S=0.25m，说明工件未到达说明工件未到达B点时，速度已达到点时，速度已达到v，所以工件动能的增量为所以工件动能的增量为EK=1/2mv2=0.511=0.5JAAB练习练习22、两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的、两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之比质量之比mm11mm22=12=12，速度之比速度之比vv11vv22=21=21，两车急刹车后甲车滑行的最大距离为两车急刹车后甲车滑行的最大距离为ss11，乙车滑行乙车滑行的最大距离为的最大距离为ss22，设两车与路面间的动摩擦因数相设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则等，不计空气阻力，则（）（）A.sA.s11ss22=12=12B.sB.s11ss22=11=11C.sC.s11ss22=21=21D.sD.s11ss22=41=41D如如下下图图所所示示，一一个个质质量量为为m的的小小球球从从A点点由由静静止止开开始始滑滑到到B点点，并并从从B点点抛抛出出，若若在在从从A到到B的的过过程程中中，机机械械能能损损失失为为E，小小球球自自B点点抛抛出出的的水水平平分分速速度度为为v，则小球抛出后到达最高点时与则小球抛出后到达最高点时与A点的竖直距离是点的竖直距离是。

例例3、AB解解:

小球自小球自B点抛出后做斜上抛运动点抛出后做斜上抛运动,水平方向做匀速水平方向做匀速直线运动直线运动,到最高点到最高点C的速度仍为的速度仍为v,设设AC的高度差为的高度差为hvCh由动能定理由动能定理,ABCmghE=1/2mv2h=v2/2g+E/mgv2/2g+E/mg练习练习33、下列关于运动物体所受的合外力、合外、下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是力做功和动能变化的关系，正确的是AA如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零物体做的功一定为零BB如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零定为零CC物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变化化DD物体的动能不变，所受的合外力必定为零物体的动能不变，所受的合外力必定为零A质量为质量为m的跳水运动员从高为的跳水运动员从高为H的跳台上以速的跳台上以速率率v1起跳起跳，落水时的，落水时的速率为速率为v2，运动中遇有空气阻力，运动中遇有空气阻力，那么运动员起跳后那么运动员起跳后在空中运动克服空气阻力所做的功在空中运动克服空气阻力所做的功是多少？

是多少？

V1HV2解：

解：

对象对象运动员运动员过程过程-从从起跳起跳到到落水落水受力分析受力分析-如图示如图示fmg由动能定理由动能定理合合例例4.练习练习44、一质量为、一质量为1kg1kg的物体被人用手由静止的物体被人用手由静止向上提升向上提升1m1m，这时物体的速度这时物体的速度2m/s2m/s，则下则下列说法正确的是列说法正确的是（）（）V=2m/sh=1mFFAA手对物体做功手对物体做功12J12JBB合外力对物体做功合外力对物体做功12J12JCC合外力对物体做功合外力对物体做功2J2JDD物体克服重力做功物体克服重力做功10J10JmgACD例例5.5.如如图图所所示示，质质量量为为mm的的物物块块从从高高hh的的斜斜面面顶顶端端OO由由静静止止开开始始滑滑下下，最最后后停停止止在在水水平平面面上上BB点点。

若若物物块块从从斜斜面面顶顶端端以以初初速速度度vv00沿沿斜斜面面滑滑下下，则则停停止止在在水水平平面面的的上上CC点点，已已知知，AB=BCAB=BC,则则物物块块在在斜斜面面上上克克服服阻阻力力做做的的功功为为。

（设设物物块块经经过过斜斜面面与与水水平面交接点处无能量损失）平面交接点处无能量损失）CABmhO解：

解：

设物块在斜面上克服阻力做的功为设物块在斜面上克服阻力做的功为W1，在在AB或或BC段克服阻力做的功段克服阻力做的功W2由动能定理由动能定理OBmgh-W1W2=0OCmgh-W12W2=0-1/2mv02W1=mgh1/2mv02mgh1/2mv02练习练习55某人在高某人在高hh处抛出一个质量为处抛出一个质量为mm的物体的物体不计空气阻力，物体落地时的速度为不计空气阻力，物体落地时的速度为vv，这人对物体这人对物体所做的功为：

所做的功为：

（）（）AAmghmghBBmvmv22/2/2CCmgh+mvmgh+mv22/2/2DDmvmv22/2-/2-mghmghD例例6.6.斜斜面面倾倾角角为为，长长为为LL，ABAB段段光光滑滑，BCBC段段粗粗糙糙，ABAB=L/3,=L/3,质质量量为为mm的的木木块块从从斜斜面面顶顶端端无无初初速速下下滑滑，到到达达CC端端时时速速度度刚刚好好为为零零。

求求物物体体和和BCBC段段间间的的动动摩摩擦擦因因数数。

BACL分析分析：

以木块为对象，下滑全过程用动能定理：

以木块为对象，下滑全过程用动能定理：

重力做的功为重力做的功为摩擦力做功为摩擦力做功为支持力不做功支持力不做功,初、末动能均为零。

初、末动能均为零。

由动能定理由动能定理mgLsin-2/3mgLcos=0可解得可解得点点评评：

用用动动能能定定理理比比用用牛牛顿顿定定律律和和运运动动学学方方程程解解题方便得多。

题方便得多。

练练习习6.6.竖竖直直上上抛抛一一球球，球球又又落落回回原原处处，已已知知空空气气阻力的大小正比于球的速度阻力的大小正比于球的速度（）（）（AA）上上升升过过程程中中克克服服重重力力做做的的功功大大于于下下降降过过程程中中重重力做的功力做的功（BB）上上升升过过程程中中克克服服重重力力做做的的功功等等于于下下降降过过程程中中重重力做的功力做的功（CC）上上升升过过程程中中克克服服重重力力做做功功的