动能和动能定理++课件+-2024-2025学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册.pptxVIP

第1章功和机械能1.3动能和动能定理

导入：运动的物体可以做功，说明物体运动时具有能量例如，台风、龙卷风(图1－10)等强烈的空气流动具有巨大的能量，可以拔起大树、掀翻汽车甚至摧毁房屋运动的物体具有的能量与哪些因素有关?其变化与功有着怎样的关系?本节将深入学习动能和动能定理。

1动能

动能的含义01定义：物理学中把物体因运动而具有的能量称为动能(kineticenergy)。

人类利用动能已有很长的历史。例如，在船上加挂风帆，利用气流的动能推动帆船前进；制造风车和水车，利用气流和水流的动能从事各种生产活动。现在，我们能更广泛、更有效地利用气流和水流的动能来进行发电等活动。

物体动能的大小与哪些因素有关?让我们通过一个小实验来回顾初中物理介绍过的内容。

实验室影响小车动能大小的因素如图1－11所示，同一小车从斜面的不同高度处由静止开始下滑，撞击放在水平面上的木块。可以发现，小车开始下滑时的高度越高，木块被撞未后运动的距离越大。

质量不同的小车从斜面的同一高度处由静止开始下滑，撞击放在水平面上的木块。可以发现，小车的质量越大，木块被撞击后运动的距离越大。

物体动能的大小与哪些因素有关?质量速度

由以上实验可以看出，动能的大小与物体的质量和运动速度有关。物体的质量m越大，速度v越大，其动能就越大。在物理学中，物体的动能Ek表示为?

特点：标量只有正值，没有负值状态量具有瞬时性

它的单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳，符号为J。从上式也可以看出1kg·(m/s)2＝1kg·(m/s2)·m＝1N·m＝1J

外力做功与动能的变化有什么关系？

2恒力做功与动能改变的关系

在“实验室”中，小车通过撞击对木块做功，使木块从静止开始运动，木块的动能从无到有。滚动的保龄球具有动能，当其克服球瓶阻力做功时，动能减小(图1-12)，那么，若外力对物体做功，该物体的动能总会增大吗?若物体克服外力做功，该物体的动能总会减小吗?做功与动能的改变之间究竟有什么关系?

我们从简单的情况入手，通过实验来探究恒力做功与动能改变的关系。

实验与探究恒力做功与动能改变的关系要研究恒力做功与动能改变的关系，需要测出作用于物体的力、物体的位移以及物体的质量和速度，求出恒力所做的功和物体的动能，然后进行比较。

用打点计时器测小车的位移和速度，用天平测小车的质量，用钩码给小车提供作用力。此实验的装置与“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置基本相同思考实验中如何平衡摩擦力?如何让小车所受的合力近似等于钩码的重力?为什么?用打点计时器测小车的位移和速度，用天平测小车的质量，用钩码给小车提供作用力。

此实验的装置与“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置基本相同思考实验中如何平衡摩擦力?如何让小车所受的合力近似等于钩码的重力?为什么?

实验目的探究恒力做功与动能变化的关系实验原理钩码拉动小车，小车的速度变化，也就是动能变化。对比小车动能的变化量?Ek、拉力对小车做的功W＝Fs(拉力近似等于钩码的重力)GFNFf

平衡摩擦一端垫高，使小车能自由匀速直线运动GFNFf

M车＞＞m物绳子拉力可近似看成钩码的重力实验结论误差允许的范围内，恒力做功等于动能的变化量。GF阻FNFF2F1

动能定理

运用牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律，可推导出恒力对物体做功与物体动能改变的关系。动能变化量等于合外力做功

设一个物体的质量为m，初速度为v1，在与其运动方向相同的合外力F的作用下经过一段位移s后，速度增加到v2，(图1-14)。

根据牛顿第二定律和变速直线运动的规律F＝ma??

?W＝Ek2－Ek1

上式表明，合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。这个结论称为动能定理(theoremofkineticenergy)。从上式可以看出，当合外力对物体做正功时，物体的末动能大于初动能，动能增大。W＝Ek2－Ek1

例如，在汽车加速的过程中，牵引力和阻力的合力对汽车做正功，汽车的动能增大。当合外力对物体做负功，或者物体克服合外力做功时，物体的末动能小于初动能，动能减小。例如，在汽车刹车的过程中，阻力对汽车做负功，汽车的动能减小。我们可用合外力做功的多少来量度物体动能的变化量。

对动能定理的理解：普适性任何运动、任何力、任何过程三同同一对象、同一参考系、同一过程

可以证明，动能定理在物体受到变力作用或做曲线运动的情况下也是成立的。动能定理是物理学的重要规律。通过它，我们既可用做功的多少来量度动能的变化量，也可用动能的变化量来确定做功的多少，这为分析力学问题提供了新的思路。

如图1－15所示，一辆汽车正以v1＝72km