動(dòng) 能 和 動(dòng) 能 定 理青 島 第 十 六 中 學(xué) 郭 曉 慧 運(yùn) 動(dòng) 的 物 體 具 有 能 量阿 基 米 德 投 石 機(jī) 一 、 動(dòng) 能 ： 物 體 由 于 運(yùn) 動(dòng) 而 具 有 的 能 叫 做 動(dòng) 能 。1 體 驗(yàn) ： 實(shí) 驗(yàn) 感 受 運(yùn) 動(dòng) 的 物 體 具 有 能 量2 猜 想 ： 物 體 的 動(dòng) 能 大 小 可 能 與 什 么 因素 有 關(guān) ？3 實(shí) 驗(yàn) ： 利 用 手 頭 的 器 材 能 不 能 設(shè) 計(jì) 一個(gè) 實(shí) 驗(yàn) ， 初 步 驗(yàn) 證 你 的 猜 想 ？ 有 幾 個(gè) 需要 考 慮 的 因 素 ？ 用 什 么 樣 的 實(shí) 驗(yàn) 方 法 ？ 公 式 ：一 、 動(dòng) 能 ： 物 體 由 于 運(yùn) 動(dòng) 而 具 有 的 能 叫 做 動(dòng) 能 。 221 vmEk 單 位 ： 焦 （ J） 1 J= 1Nm =1kg.m2/s2 狀 態(tài) 量 ： 對(duì) 應(yīng) 于 某 一 時(shí) 刻 或 某 一 位 置 。 標(biāo) 量 ： 只 有 大 小 ， 沒 有 方 向 。 不 可 能 為 負(fù) 值 。 具 有 相 對(duì) 性 ： 與 參 考 系 有 關(guān) 。 1、 質(zhì) 量 一 定 的 物 體 （ ） A、 速 度 發(fā) 生 變 化 時(shí) ， 動(dòng) 能 一 定 發(fā) 生 變 化 B、 速 度 發(fā) 生 變 化 時(shí) ， 動(dòng) 能 不 一 定 發(fā) 生 變 化 C、 速 度 不 變 時(shí) ， 其 動(dòng) 能 一 定 不 變 D、 動(dòng) 能 不 變 時(shí) ， 速 度 一 定 不 變BC練 習(xí) 情 境 1 ： (地 面 光 滑 ） 物 體 的 質(zhì) 量 為 m ， 在 與運(yùn) 動(dòng) 方 向 相 同 的 恒 力 F的 作 用 下 發(fā) 生 一 段 位移 x， 速 度 由 v1增 加 到 v2， 如 圖 所 示 。 x分析下列過程分 組 推 導(dǎo) ： 外 力 做 的 功 與 物 體 動(dòng) 能 變 化 的 關(guān) 系 。情 境 2 ： 物 體 的 質(zhì) 量 為 m ， 沿 傾 角 為 的 光 滑斜 面 由 靜 止 開 始 下 滑 一 段 位 移 x， 速 度 增 加到 v， 如 圖 所 示 。情 境 3 ： 物 體 的 質(zhì) 量 為 m ， 在 與 運(yùn) 動(dòng) 方 向 相同 的 水 平 恒 力 F的 作 用 下 沿 粗 糙 水 平 面 發(fā) 生一 段 位 移 x， 速 度 由 0增 加 到 v， 已 知 摩 擦 力大 小 為 f， 如 圖 所 示 。 m m FF vxf f外 力 做 的 功 與 物 體 動(dòng) 能 變 化 之 間 有沒 有 內(nèi) 在 的 聯(lián) 系 ？ 二 、 動(dòng) 能 定 理內(nèi) 容 ： 合 外 力 對(duì) 物 體 做 的 功 ， 等 于 物 體 動(dòng) 能 的 變 化 。 公 式 ： W=EK2-EK1實(shí) 質(zhì) ： 總 功 = 動(dòng) 能 增 加 量 對(duì) 動(dòng) 能 定 理 的 理 解1、 合 外 力 做 正 功 ， 動(dòng) 能 ； 合 外 力 做 負(fù) 功 ， 動(dòng) 能 。2、 動(dòng) 能 定 理 中 的 功 是 外 力 做 的 總 功 總 功 的 求 法 （ 1） 先 求 合 力 ， 再 求 合 力 功 （ 2） 先 求 每 個(gè) 力 做 的 功 ， 再 求 代 數(shù) 和3、 適 用 范 圍 ： 既 適 用 于 恒 力 做 功 ， 也 適 用 于 變 力 做 功 ； 既 適 用 于 直 線 運(yùn) 動(dòng) ， 也 適 用 于 曲 線 運(yùn) 動(dòng) 。增 加減 少 （ 負(fù) 增 加 ） 說 明 ： 1. 給 出 了 物 體 動(dòng) 能 變 化 的 量 度 方 法 ， 是功 能 關(guān) 系 的 具 體 體 現(xiàn) ： 外 力 總 功 一 定 對(duì) 應(yīng) 動(dòng) 能 的 變 化 ； 動(dòng) 能 的變 化 只 能 通 過 外 力 的 總 功 來 量 度 ； 外 力 的 總功 等 于 動(dòng) 能 的 增 加 。 2. 當(dāng) 外 力 總 功 為 負(fù) 時(shí) ， 可 以 寫 成 “ 克 服外 力 做 的 功 等 于 動(dòng) 能 的 減 少 ” ， 等 號(hào) 兩 邊 均為 正 值 。 方 法 一 ： 牛 頓 運(yùn) 動(dòng) 定 律 :一 架 噴 氣 式 飛 機(jī) ， 質(zhì) 量 m=5.0 103kg， 起 飛 過程 中 從 靜 止 開 始 滑 跑 。 當(dāng) 位 移 達(dá) 到 l=5.3 102m時(shí) ， 速 度 達(dá) 到 起 飛 速 度 v=60m/s。 在 此 過 程 中飛 機(jī) 受 到 的 平 均 阻 力 是 飛 機(jī) 重 量 的 0.02倍 。 求飛 機(jī) 受 到 的 牽 引 力 。F合 =F-F阻 =F- kmg =ma 2lv2由 v2 v02 =2al 得 a 由 得 F= + kmg2lmv2 s 1找 對(duì) 象 （ 常 是 單 個(gè) 物 體 ） 解：對(duì)飛機(jī)kmgsmvF 2 2 8.9100.502.0103.52 60100.5 32 23 N4108.1 2受力分析 s FNGF f 3確定各力做功 Fs km gs 4運(yùn) 動(dòng) 情 況 分 析221mv由動(dòng)能定理有5建 方 程 總 結(jié) ： 動(dòng) 能 定 理 解 題 步 驟 1、 定 對(duì) 象 ， 選 過 程 ； 2、 析 受 力 ， 算 總 功 ； 3、 知 運(yùn) 動(dòng) ， 定 初 末 ； 4、 列 方 程 ， 細(xì) 求 解 。 方 法 二 ： 動(dòng) 能 定 理 : 1、 關(guān) 于 功 和 物 體 動(dòng) 能 變 化 的 關(guān) 系 ， 不 正 確 的說 法 是 ( )A、 有 力 對(duì) 物 體 做 功 ， 物 體 的 動(dòng) 能 就 會(huì) 變 化B、 合 力 不 做 功 ， 物 體 的 動(dòng) 能 就 不 變C、 合 力 做 正 功 ， 物 體 的 動(dòng) 能 就 增 加D、 所 有 外 力 做 功 代 數(shù) 和 為 負(fù) 值 ， 物 體 的動(dòng) 能 就 減 少 A鞏 固 練 習(xí) 2、 一 物 體 速 度 由 0增 加 到 v， 再 從 v增 加到 2v， 外 力 做 功 分 別 為 W1和 W2， 則W1和 W2關(guān) 系 正 確 的 是 ( ) A、 W1 = W2 B、 W2 = 2 W1 C、 W2 =3 W1 D、 W2 = 4 W1C鞏 固 練 習(xí) 3、 一 質(zhì) 量 為 2 kg的 滑 塊 ， 以 4 m/s的 速度 在 光 滑 的 水 平 面 上 向 左 滑 行 ， 從 某一 時(shí) 刻 起 ， 在 滑 塊 上 作 用 一 向 右 的 水平 力 ， 經(jīng) 過 一 段 時(shí) 間 ， 滑 塊 的 速 度 方向 變 為 向 右 ， 大 小 為 4 m/s， 在 這 段 時(shí)間 里 水 平 力 做 的 功 為 ( ) A.0 B.8 J C.16 J D.32 JA鞏 固 練 習(xí) 小 結(jié)一 、 動(dòng) 能 ： 物 體 由 于 運(yùn) 動(dòng) 而 具 有 的 能 叫 做 動(dòng) 能 。 動(dòng) 能 是 狀 態(tài) 量 ， 標(biāo) 量 ， 具 有 相 對(duì) 性 。二 、 動(dòng) 能 定 理 ： 合 外 力 對(duì) 物 體 做 的 功 ， 等 于 物 體 動(dòng) 能 的 變 化 。公 式 ： W=EK2-EK1 外 力 總 功 = 動(dòng) 能 增 加 量221 vmEk （ 理 論 探 究 ）（ 實(shí) 驗(yàn) 探 究 ）合 作 的 魅 力 ： 1+1 2 分 層 作 業(yè) ： 第 一 層 次 ： 推 導(dǎo) 動(dòng) 能 定 理 并 完 成 課 本 74頁 練 習(xí) 第 二 層 次 ： 微 課 程 第 7節(jié) 練 習(xí) 第 三 層 次 ： 補(bǔ) 充 練 習(xí) 。 （ 1） 動(dòng) 能 的 單 位 是 什 么 ？ 動(dòng) 能 是 描 述 狀 態(tài) 的物 理 量 ， 還 是 描 述 過 程 的 物 理 量 ？ （ 2） 動(dòng) 能 是 矢 量 還 是 標(biāo) 量 ？ 一 個(gè) 運(yùn) 動(dòng) 物 體 的速 度 改 變 了 ， 動(dòng) 能 是 否 一 定 改 變 ？ 舉 例 說 明 。反 之 ， 動(dòng) 能 變 了 ， 速 度 是 否 一 定 改 變 ？ （ 3） 在 運(yùn) 動(dòng) 的 車 廂 里 坐 著 的 乘 客 ， 相 對(duì) 于 地面 和 相 對(duì) 于 車 廂 的 動(dòng) 能 相 同 嗎 ？思考與討論221 vmEk 思 路 點(diǎn) 撥 （ 1） 外 力 對(duì) 物 體 所 做 的 功 是 多 大 ？ （ 2） 物 體 的 加 速 度 是 多 大 ？ （ 3） 物 體 的 初 速 度 、 末 速 度 、 位 移 之 間 有 什么 關(guān) 系 ？ （ 4） 結(jié) 合 上 述 三 式 你 能 綜 合 推 導(dǎo) 得 到 什 么 樣的 式 子 ？ 思 路 點(diǎn) 撥m gsin-mgcos= m a a = gsin-gcos由 v 2 = 2 a x 可 知質(zhì) 量 不 同 的 物 體 從 同 一 位 置 無 初 速 滑 下 ，到 達(dá) 最 低 點(diǎn) 的 速 度 大 小 是 相 同 的 。若 不 計(jì) 摩 擦 ， 則 a = gsin，v 2 = 2 a x = 2 gh末 速 度 的 大 小 僅 與 初 始 位 置 的 高 度 有 關(guān) 。 hm g FfFNxv