資源簡介

(共21張PPT)
1.3　動能和動能定理
1.知道動能的定義、單位、表達式、標矢性.
2.能利用動能的表達式計算物體的動能.
3.能利用牛頓運動定律和運動學公式推導出動能定理；會用動能定理處理有關問題.
學習目標
在古代戰爭時期，士兵們會利用拋石器把石塊投進敵方的城墻和城內，造成破壞，如圖所示。同學們想一想，為了提高這種裝置的殺傷力，應該重那些方面進行改善？
新課導入
思考：一個質量為m、靜止的物塊，在水平拉力F的作用下，在光滑水平桌面上加速運動，速度達到v。試導出物塊此時動能的表達式.
提示：拉力F對物體做多少功，就有多少能量轉化為該物體的動能.
F
v
一、動能
1.表達式：
2.單位：焦耳，符號為J 1J=1kg·m2·s-2=1N·m
3.標矢性：動能只有大小、沒有方向.
4.動能變化量的理解
(1)表達式：ΔEk＝Ek2－Ek1
(2)物理意義：ΔEk＞0，表示動能增加；ΔEk＜0，表示動能減少.
(3)變化原因：合外力對物體做功是引起物體動能變化的原因，合力做正功，動能增加；合力做負功，動能減少.
5.影響動能大小的因素
思考：做勻速圓周運動的物體動能是怎樣變化？
提示 ：不變，由于勻速圓周運動的線速度
大小不變，故做勻速圓周運動的物體的動能
保持不變.
這說明了運動的物體具有動能，而做功可以改變物體的動能.
那么，做功與物體動能的變化有什么定量的關系呢？
加速行駛的列車，牽引力對列車做正功，列車的動能越來越大；
粗糙水平面上行駛的汽車，摩擦力對汽車做負功，汽車的動能越來越小.
二、恒力做功與動能改變的關系
實驗探究：恒力做功與動能改變的關系
1.動能定律推導
如圖，一個質量為m的物體在恒力F的作用下，以速度v1開始沿水平面運動。經過位移s后，速度增加到v2。已知物體與水平面的摩擦力恒為f，請求出合力對物體做了多少功？與物體動能的變化有什么關系？
f
F
v1
v2
s
三、動能定理及其應用
合力做的功等于動能的變化
根據運動學公式得：
合力對物體做的功為：
即：
選取初速度方向為正方向，根據牛頓第二定律得：
(1)內容：合外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.
(2)表達式：W＝Ek2－Ek1
(3)適用條件
既適用于恒力對物體做功，也適用于變力對物體做功，既適用于物體做直線運動，也適用于物體做曲線運動.
2.對動能定理的理解
(1)既適用于直線運動，也適用于曲線運動；既適用于恒力做功，也適用于變力做功；既適用于單個物體，也適用于多個物體；既適用于一個過程，也適用于整個過程.
(2)動能只有正值，但動能的變化卻有正負，動能的變化量為正值，說明合力對物體做正功；如果為負值，說明合力對物體做負功，或者說物體克服合力做功.
3. 動能定理的應用
戰斗機利用彈射器起飛
游樂園的“激流勇進”
火箭發射
1.對于質量一定的物體，下列說法中正確的是（　　）
A. 物體的運動方向不變時，其動能一定不變
B. 物體的速度發生變化時，其動能可能不變
C. 物體的速率發生變化時，其動能可能不變
D. 物體的動能不變時，其速度一定不變
隨堂檢測
解析：物體的運動方向不變時，其速度大小可能變化，其動能可能變化，故A錯誤；物體的速度發生變化時，其動能不一定變化，比如勻速圓周運動，其速度變化，而動能卻不變；B正確；速率變化，物體的動能大小一定變化；故C錯誤；物體的動能不變，則速度的大小一定不變；方向可以變化，如勻速圓周運動；故D錯誤.
答案：B
2.質量為m的物體從高為h的斜面頂端靜止下滑，最后停在平面上，若該物體以v0的初速度從頂端下滑，最后仍停在平面上，如圖甲所示.圖乙為物體兩次在平面上運動的v—t圖像，則物體在斜面上運動過程中克服摩擦力的功為（ ）
A.
B.
C.
D.
解析：設物塊在斜面上克服阻力做的功為W1，速度時間圖像中面積表示位移，由圖乙可知，兩次滑下在水平面上移動位移之比為：；第一次滑到水平面上摩擦力做功為W2，則第二次滑至水平面上摩擦力做功為：由動能定理得：W2′＝4W2
物體第一次運動過程中：mgh W1 W2＝0，
物體第二次運動過程中：mgh W1 4W2＝0
解得：W1＝，故D正確.
答案：D
3.關于動能定理，下列說法中正確的是 (　　)
A. 某過程中外力的總功等于各力做功的絕對值之和
B. 只要合外力對物體做功，物體的動能就一定改變
C. 在物體動能不改變的過程中，動能定理不適用
D. 動能定理只適用于受恒力作用而加速運動的過程
解析：公式W＝ΔEk中W為合外力做的功，也可以是各力做功的代數和，A錯誤，B正確；動能不變，只能說明合外力的總功W＝0，動能定理仍適用，C錯誤；動能定理既適用于恒力做功，也可適用于變力做功，D錯誤.
答案：B

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