动能和动能定理 课件.ppt

动能和动能定理 一.动能的表达式 设：某物体质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下，沿光滑水平面发生一段位移L，速度由V1增加到V2 。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式。 m v1 F v2 m F l 根据牛顿第二定律 一.动能的表达式 合力F做的功等于 这个物理量的变化 物理学中就用这个来表示物体的动能 一 动能的表达式： 2. 公式： 3.物理意义：描述运动状态的物理量， 动能是标量，且恒为正值，状态量 4. 单位：焦耳( J ) ▲质量越大、 速度越大，物体的动能就越大 W＝Ek2－Ek1 改写 合力所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化即末动能减去初动能。 二.动能定理 =△Ek 二、动能定理 内容：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。 外力的总功 末状态动能 初状态动能 1、合外力做功。 2、外力做功之和。 动能变化 和某一过程（始末状态）相对应。 对动能定理的理解： a．合力对物体做的功的理解 式子左边的功与右边的动能都是标量 b.标量性 c．对定理中“变化”一词的理解 ①W合＞0， Ek2 Ek1 ， △ Ek 0 ②W合＜0， Ek2 Ek1 ， △ Ek 0 ＞ ＞ ＜ ＜ ①. W合＝ F合·L cos q ②. W合＝W1+W2 +…＝F1·L1 +F2·L2 +… cos q cos q d. 状态与过程的理解 既适用于恒力做功，也适合于变力做功。 既适合于直线运动，也适合于曲线运动。 e．适用范围 f. 是一种求功的方法. 功是过程量 动能是状态量 动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系 L F f 例1、 一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞速度 。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机 重量的0.02倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力F。 G FN 1找对象（常是单个物体） 解：对飞机 由动能定理有 启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明了。解题步骤:1、2、3、4 s F f 3确定各力做功 2运动情况分析 4建方程 2受力分析 一质量为m、速度为v0 的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l 后停了下来。试求汽车受到的阻力。 动能定理： W合= -F阻l = 0 - mv02 1 2 牛顿运动定律： 由 v2－v02 =2al 得 ① a＝- 2l v02 由 ①②得F阻= 2l mv02 F合= 0 -F阻= ma ② 由动能定理得 ∴F阻= 2l mv02 分别用牛顿运动定律和动能定理求解 例3.物体沿高H的光滑斜面从顶端由静止下滑，求它滑到底端时的速度大小. H 解：由动能定理得 mgH= mV2 ∴V= 若物体沿高H的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？ 仍由动能定理得 mgH= mV2 ∴V= 注意：速度不一定相同 若由H高处自由下落，结果如何呢？ 仍为 V= 例4. 物体在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由静止开始运动，发生位移s1后即撤去力F ，物体由运动一段距离后停止运动. 整个过程的V–t图线如图所示.求推力F与阻力f的比值. F s1 s 0 1 2 3 4 v t 解法1. 由动能定理得 WF + Wf =0 即：Fs1 +（ –fs）=0 由V–t图线知 s ：s1 = 4 ：1 所以 F ：f = s ：s1 结果：F ：f = 4 ：1