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1、第七节 动能和动能定理【学习目标】:1、 掌握动能的表达式,会根据动能的表达式计算运动物体的动能。2、 能从运动学公式和牛顿第二定律导出动能定理,理解动能定理的物理意义。3、 领会运用动能定理解题的优越性,理解做功的过程就是能量转化或转移的过程。主题1、动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢?在以下简化的情景下求出力对物体做功的表达式。设物体的质量为m,在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移,速度由V1增加到V2,如图所示。试用所学过的知识,推导出力F对物体做功的表达式。问题1:如何理解我们推导出的表达式,动能应该如何定义?问题2:物体的速度变化时,动能是否一定变化?动能变化时
2、物体的速度是否一定变化?课堂训练:改变汽车的速度和质量,都可能使汽车的动能发生变化,在下列几种情形下,汽车的动能各是原来的几倍?A、质量不变,速度增大到原来的2倍B、速度不变,质量增大到原来的2倍C、质量减半,速度增大到原来的4倍D、速度减半,质量增大到原来的4倍主题2、有了动能的表达式,前面我们推出的,就可以写成其中表示 ,表示如何重新理解上式?如果物体在恒定的斜向上的拉力F的作用下通过位移后速度变为v2 ,上述结论是否成立?结论:动能定理:问题:如果物体受多个力的作用结论还成立吗?情景:(1)质量为1kg的物体,在f=2N的摩擦力的作用下在水平面上运动3m后,速度从4ms变为2ms.(2)
3、静止于粗糙水平面上的1kg的物体,在水平拉力作用下匀加速前进,水平拉力F=2N,动摩擦因数为0.1,物体在该力的作用下运动了2m,速度从0变为2 ms(3)质量为1kg的物体,在大小为F=7N、方向平行于斜面的拉力作用下,沿倾角为37的光滑斜面向上运动了2m,速度由0变为2ms根据情景完成下表:情景拉力做的功摩擦力(或重力)做的功合力做的功物体动能的变化(1)(2)(3) 动能定理更为一般的叙述方法是什么呢?例题1、 一架喷气式飞机质量为5.0Xl03kg,起飞过程中从静止开始滑跑当位移达到l=53X102m时,速度达到起飞速度v=60ms。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍求
4、飞机受到的牵引力(g取10m/s2)例题2、一辆质量为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后停下来,试求汽车受到的阻力 例题3、 质量是2g的子弹,以300 ms的速度射入厚度是5cm的木板,射穿后的速度是100 ms.子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大?请思考,利用动能定理解决问题有哪些优越性?解题的要点是什么?【巩固练习】:质量为50kg的游泳运动员,从离水10m高的跳台上以4m/s的速度跳出。求:(1)运动员起跳时做了多少功?(2)若不计空气阻力,运动员入水时的速度是多少?(3)若该运动员入水时的速度是13m/s,则他克服空气阻力做了多少功?【当堂小结】本节课你
5、学会了哪些知识,你还有哪些模糊不清的地方?【自我检测】:1关于功和物体动能变化的关系,不正确的说法是( )A.有力对物体做功,物体的动能就会变化B.合力不做功,物体的动能就不变C.合力做正功,物体的动能就增加D.所有外力做功代数和为负值,物体的动能就减少2、关于运动物体所受的合外力、合外力做的功、物体的动能的变化,下列说法正确的是A、运动物体所受的合外力不为零,则物体的动能肯定不变B、运动物体所受的合外力为零,则物体的动能肯定不变C、运动物体的动能保持不变,则该物体所受合外力一定为零D、运动物体所受合外力不为零,则该物体一定做变速运动,其动能要变化3一物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,外力做功分别为W1和W2,则W1和W2关系正确的是( )A.W1=W2B.W2=2W1C.W2=3W1 D.W2=4W14一物体静止在不光滑的水平面上,已知m=1 kg,=0.1,现用水平外力F=2 N拉其运动5 m,后立即撤去水平外力F,求其还能滑多远?(g取10 m/s2)动能定理,我们是在物体受恒力作用且作直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或物体作曲线运动的情况,该怎样理解?2