《動能和動能定理》機(jī)械能守恒定律PPT
第一部分內(nèi)容：必備知識·素養(yǎng)奠基
一、動能
【思考】如圖所示是古代戰(zhàn)爭中攻擊城門的戰(zhàn)車,戰(zhàn)車上裝有一根質(zhì)量很大的圓木,有很多士兵推著戰(zhàn)車使圓木以很大的速度撞擊城門,輕而易舉地將城門撞破。圓木的質(zhì)量很大,速度很大時(shí),是為了增加圓木的什么能?
提示:動能。
1.物體由于運(yùn)動而具有的能量叫作_____。
2.動能的表達(dá)式:Ek=______。
3.動能是標(biāo)量,_____量(選填“狀態(tài)”或“過程”)。
4.單位:焦耳(J)。
二、動能定理
【思考】如圖所示,F為物塊所受的合外力,力F在位移為l上做的功W合。
(1)物塊的動能如何變化?
(2)合外力做的功W合和動能的變化ΔEk相等嗎?
提示:(1)增加。
(2)相等。
1.推導(dǎo)過程:
2.內(nèi)容:力在一個(gè)過程中對物體做的___,等于物體在這
個(gè)過程中___________。
3.表達(dá)式:W=
... ... ...
動能和動能定理PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成
一 動能的性質(zhì)
1.動能的“三性”:
(1)相對性:選取不同的參考系,物體的速度不同,動能也不同,一般以地面為參考系。
(2)標(biāo)量性:動能是標(biāo)量,沒有方向。
(3)狀態(tài)量:動能是表征物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量,與物體的運(yùn)動狀態(tài)(或某一時(shí)刻)的速度相對應(yīng)。
2.動能與速度的三種關(guān)系:
(1)數(shù)值關(guān)系:Ek= mv2,同一物體,速度v越大,動能Ek越大。
(2)瞬時(shí)關(guān)系:動能和速度均為狀態(tài)量,二者具有瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系。
(3)變化關(guān)系:動能是標(biāo)量,速度是矢量。當(dāng)動能發(fā)生變化時(shí),物體的速度(大小)一定發(fā)生了變化,當(dāng)速度發(fā)生變化時(shí),可能僅是速度方向的變化,物體的動能可能不變。
【思考·討論】
如圖,A球質(zhì)量大于B球質(zhì)量,球從斜面上滾下,靜止在地面上的紙盒被碰后,滑行一段距離停下來。你認(rèn)為物體的動能可能與哪些因素有關(guān)?(物理觀念)
提示:物體的動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。
【典例示范】
下列關(guān)于動能的說法,正確的是( )
A.汽車的動能一定比火車的動能小
B.汽車的動能有可能比火車的動能大
C.速度相同的汽車和火車一定具有相同的動能
D.質(zhì)量相同的兩輛汽車一定具有相同的動能
【解析】選B。由于不明確汽車和火車的速度關(guān)系,故無法確定動能間的大小關(guān)系,故A錯(cuò)誤;汽車的質(zhì)量雖然小,但如果汽車的速度大于火車的速度,則汽車的動能有可能比火車的動能大,故B正確;速度相同的汽車和火車由于具有不同的質(zhì)量,故不具有相同的動能,故C錯(cuò)誤;質(zhì)量相同的兩輛汽車速度并不一定相同,故不一定具有相同的動能,故D錯(cuò)誤。
【素養(yǎng)訓(xùn)練】
1.對于一定質(zhì)量的物體,以下說法中正確的是( )
A.動能不變,速度一定不變
B.速度變化,動能一定變化
C.速度不變,動能可能改變
D.動能變化,速度一定改變
【解析】選D。動能不變,速度大小一定不變,但是方向可以改變,如勻速圓周運(yùn)動,故A錯(cuò)誤;速度方向改變,大小不變,動能不變,如勻速圓周運(yùn)動,故B錯(cuò)誤;速度不變,動能一定不變,故C錯(cuò)誤;動能變化,則速度一定發(fā)生變化,故D正確。
2. 體積相等的鐵球和木球在水平地面上以相同的速度做勻速直線運(yùn)動,它們的動能大小關(guān)系有( )
A.鐵球的動能大 B.木球的動能大
C.兩球動能一樣大 D.無法判斷
【補(bǔ)償訓(xùn)練】
下列關(guān)于動能的說法中,正確的是( )
A.物體的動能不變,則其速度也一定不變
B.物體的速度不變,則其動能也不變
C.物體在合外力作用下做變速運(yùn)動,動能一定變化
D.物體的動能不變,所受的合外力必定為零
【解析】選B。在勻速圓周運(yùn)動中,動能不變,速度時(shí)刻改變,A錯(cuò)誤;速度不變,是指大小和方向都不變,所以動能不變,B正確;物體在合外力作用下做變速運(yùn)動,如勻速圓周運(yùn)動,則動能不變,故C錯(cuò)誤;物體的動能不變,說明物體所受的合外力不做功或做功的代數(shù)和為零,所以合外力不一定為零,D錯(cuò)誤。
二 動能定理的含義
1.W的含義:包含物體重力在內(nèi)的所有外力所做功的代數(shù)和。
2.W與ΔEk的關(guān)系:合力做功是引起物體動能變化的原因。
(1)合力對物體做正功,即W >0,ΔEk>0,表明物體的動能增大。
(2)合力對物體做負(fù)功,即W< 0,ΔEk < 0,表明物體的動能減小。
(3)如果合力對物體不做功,則動能不變。
3.動能定理的實(shí)質(zhì):功能關(guān)系的一種具體體現(xiàn),物體動能的改變可由合外力做功來度量。
【典例示范】
質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動下,從山坡底部A處由靜止起運(yùn)動至高為h的坡頂B,獲得速度為v,AB的水平距離為s。下列說法正確的是( )
A.重力對小車所做的功是mgh
B.合力對小車做的功是 mv2+mgh
C.推力對小車做的功是Fs
D.阻力對小車做的功是Fs- mv2-mgh
【素養(yǎng)訓(xùn)練】
1.下列關(guān)于運(yùn)動物體的合力做功和動能、速度變化的關(guān)系,正確的是( )
A.物體做變速運(yùn)動,合外力一定不為零,動能一定變化
B.若合外力對物體做功為零,則合外力一定為零
C.物體的合外力做功,它的速度大小一定發(fā)生變化
D.物體的動能不變,所受的合外力必定為零
【解析】選C。物體做變速運(yùn)動,速度一定變化,合外力一定不為零,但速度大小不一定變化,所以動能不一定變化,故A錯(cuò)誤;若合外力對物體做功為零,合外力不一定為零,可能是由于合外力方向與速度方向始終垂直,如勻速圓周運(yùn)動,合外力不為零,故B錯(cuò)誤;物體的合外力做功,由動能定理知物體的動能一定變化,則它的速度大小一定發(fā)生變化,故C正確;物體的動能不變,所受的合外力做功一定為零,但合外力不一定為零,故D錯(cuò)誤。
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