§1.3動能和動能定理情境導入在沒有機械動力的古代，人們利用氣流的運動推動帆船前進，在當今社會帆船除了作為交通運輸船舶之外，也發展成了水上娛樂項目，競技運動。那么為什么在氣流的作用下帆船能運動呢？運動的空氣能對帆船做功，說明其具有能量運動的物體所具有的能量——動能

Ek舊知回顧物體動能的大小與哪些因素有關?實驗探究：影響小車動能大小的因素如圖所示，同一小車從斜面的不同高度處由靜止開始下滑，撞擊放在水平面上的木塊。可以發現，小車開始下滑時的高度越高，木塊被撞未后運動的距離越大。舊知回顧物體動能的大小與哪些因素有關?質量不同的小車從斜面的同一高度處由靜止開始下滑，撞擊放在水平面上的木塊。可以發現，小車的質量越大，木塊被撞擊后運動的距離越大。舊知回顧物體動能的大小與哪些因素有關?由以上實驗可以看出，動能的大小與物體的質量和運動速度有關。物體的質量m

越大，速度

v越大，其動能就越大。在物理學中，物體的動能Ek

表示為

動能

Ek定義：物體由于運動而具有的能量

單位：J,1kg·(m/s)2＝1kg·(m/s2)·m＝1N·m＝1J標量：只有大小，沒有方向，取值不為負值只與質量和運動速率有關，與運動方向無關速度變化，動能不一定變化；動能變化，速度一定變化。動能

Ek性質1瞬時性：描述的是物體在某時刻或某位置，由于運動而具有的能量

v是瞬時速度

2相對性：速度一般是以地面或相對地面靜止的物體為參考系合外力做功與動能變化的關系理論推導：恒力做功與動能變化的關系質量為m的某物體在光滑水平面上運動，在與運動方向相同的恒力F

的作用下發生一段位移

L，速度由速度由v1

增加到v2

，外力做功多少？s合外力做功與動能變化的關系理論推導：恒力做功與動能變化的關系根據牛頓第二定律：由運動學公式：把F和s的表達式代入W=Fs得:

s

合外力做功與動能變化的關系實驗探究：恒力做功與動能變化的關系問題一：這個實驗要測量那些物理量？問題二：如何測得這些物理量？問題三：如何設計實驗方案？作用于物體的力、物體的位移、物體的質量及速度，求出恒力所做的功和物體的動能，然后進行比較用打點計時器測速度和位移，用天平測質量，用鉤碼給小車提供作用力類比“探究加速度與力、質量的關系”實驗合外力做功與動能變化的關系實驗探究：恒力做功與動能變化的關系實驗儀器：小車，天平，打點計時器，紙帶，交流電源，復寫紙，一端附有滑輪的長木板，刻度尺，小盤和砝碼，細繩，導線。實驗思路：鉤碼拉動小車，小車的速度變化，也就是動能變化。分析紙帶的點跡的分布，計算出紙帶上某兩點的瞬時速度及對應的動能，兩點間的位移及拉力做功，對比小車動能的變化量?Ek、拉力對小車做的功W＝Fs

(拉力近似等于鉤碼的重力)。合外力做功與動能變化的關系實驗探究：恒力做功與動能變化的關系如何讓拉力近似等于鉤碼的重力？思考1：為了使細繩拉力對小車做的功即為合力功，怎么辦?GF阻FNFF2F1mgsinθ＝μmgcosθ

平衡摩擦輕推小車小車能勻速運動思考2：繩子拉力等于鉤碼重力的條件?M車>>m物合外力做功與動能變化的關系實驗探究：恒力做功與動能變化的關系實驗步驟：將打點計時器固定在長木板上，把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器。改變木板傾角，使小車重力沿斜木板方向的分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力，使小車做勻速直線運動。用細線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸掛的鉤碼相連，接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點。改變懸掛鉤碼的數量，重復以上的實驗，選擇點跡清晰的紙帶進行數據分析。合外力做功與動能變化的關系實驗探究：恒力做功與動能變化的關系數據處理：實驗數據實驗次數vAvCEkAEkCW第一次第二次第三次....x1x2x3x4x5x6ABC在誤差允許的范圍內，恒力做功等于動能的變化量。實驗結論：

動能定理

定義：合外力對物體所做的功等于動能的變化量

合力做的功末態的動能初態的動能三個關系：1.數量關系：可由物體動能變化求合力做功2.單位關系：等式兩邊單位相同，所以動能的單位也是J3.因果關系：合外力做功是引起動能變化的原因動能定理

1.與運動的中間過程無關，只取決于初、末狀態

動能定理

合外力做功與動能的關系

3.合外力不做功，W=0，動能不變合外力做功的過程就是動能變化的過程，合外力做多少功就相應有多少動能發生變化動能定理

合力與動能的關系1.合力為0，合力必不做功，動能必不變化2.合力不為零，合力不一定做功，動能不一定變化3.動能不變，合力必不做功，但合力不一定為0合力為0，動能變化為0？合力不為0，動能一定變化？動能定理的應用——動力學問題1.一架噴氣式飛機，質量m=5.0×103kg，起飛過程中從靜止開始滑跑.當位移達到l=5.3×102m時，速度達到起飛速度v=60m/s.在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重力的0.02倍.求飛機受到的牽引力解法一：由①②兩式可得

以飛機為研究對象，它做勻加速直線運動且受到重力、支持力、牽引力和阻力作用動能定理的應用——動力學問題1.一架噴氣式飛機，質量m=5.0×103kg，起飛過程中從靜止開始滑跑.當位移達到l=5.3×102m時，速度達到起飛速度v=60m/s.在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重力的0.02倍.求飛機受到的牽引力以飛機為研究對象，它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用，這四個力做的功分別為WG=0，W支=0，W牽=Fl，W阻=-kmgl據動能定理得：解法二：此類問題，牛頓定律和動能定理都適用，但動能定理更簡潔明了。

動能定理的應用——動力學問題動能定理的優點1、動能定理不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題要比牛頓定律方便．2、動能定理能夠解決變力做功和曲線運動問題，而牛頓運動解決這樣一類問題非常困難．應用動能定理解題流程明確對象受力分析運動分析功能分析列式求解動能定理的應用——動力學問題2.民航客機機艙緊急出口的氣囊是一條連接出口與地面的斜面，高3.2m，長5.5m，質量是60Kg的人沿斜面滑下時所受阻力是240N，求人滑至底端時的速度mgNf動能定理的應用——求解曲線運動問題3.物體沿高H的光滑斜面從頂端由靜止下滑，求它滑到底端時的速度大小。若物體沿高H的光滑曲面從頂端由靜止下滑，結果如何？H動能定理的應用——求解曲線運動問題4.一人站在離地面5m的高處，以5m/s的速度水平拋出一個質量為0.1kg的小球，忽略空氣阻力的影響，g取10m/s2。求小球落地是速度的大小。若小球拋出方向與水平方向夾角為370落地速度多大？v0vmgv0Hv動能定理的應用——求解變力做功5.質量m

為1kg的物體，從軌道的A點靜止下滑，軌道AB是彎曲的，且A點高出B點h=0.8m，如果物體在B點的速度為vB=2m/s，求物體在軌道AB上所受的摩擦力做的功。ABh動能定理的應用——求解變力做功6.某同學從高h=5m處，以v0=8m/s拋出一個質量m=0.5kg的皮球，測得皮球落地前瞬間速度為12m/s，求該同學拋球時所做的功和皮球在空中運動時克服空氣阻力做的功。動能定理的應用——求解多過程問題7.質量為2kg的鐵球從2m高處掉入沙坑,下陷2cm,求鐵球在下陷過程受到沙子的平均作用力為多少?hHmgmgFf

名校學案P13