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汽車碰撞測試
03.動能和動能定理
一.動能
質(zhì)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(fā)生一段位移l，速度由v1增加到v2，該過程中F做的功與速度有什么定量關(guān)系？
功是能轉(zhuǎn)化的量度
左邊是功，右邊必
定代表某種能量，
考慮到它與質(zhì)量和
速度有關(guān)，于是我
們把 叫做動能。
一.動能
1.定義：物體由于運動而具有的能量叫動能，用Ek表示。
2.表達式： ，單位：J
3.矢標(biāo)性：動能是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，動能大小與速度方向無關(guān)，且動能一定大于零。
4.瞬時性：動能是狀態(tài)量，v為瞬時速度。
物體速度變化動能不一定變化，物體動能變化速度一定變化。
5.相對性：動能是相對的，選取不同的參考系動能一般不同，一般以地面為參考系。
鳥撞飛機導(dǎo)致飛機失事
注意：
①動能是機械能，運動物體都具有動能
②動能總是大于等于零
③兩個物體速度大的動能不一定大，還與質(zhì)量有關(guān)，速度加倍，動能不是加倍，速度變化，動能不一定變化（勻速圓周運動）
。
思考：若地面粗糙，功與速度的關(guān)系還是這樣嗎？這時W代表什么功？
這個W其實是合外力所做的功。
t
h
思考：若一質(zhì)量為m的物體以初速度v0平拋，經(jīng)過一段時間后下落了h的高度，速度變成vt，重力做的功W與速度有什么關(guān)系？
在曲線運動中，這個表達式也適用。我們把這個表達式叫動能定理。
二.動能定理
1.定義：合外力對物體做的功等于物體在這個過程中動能的變化。
2.表達式：
功是能轉(zhuǎn)化的量度，合外力做的功是動能變化的量度。
合外力做正功，W合>0，ΔEk>0，動能增加，能量由外界傳遞給物體。
合外力做負功，W合<0，ΔEk<0，動能減小，能量由物體傳遞給外界。
3.適用范圍：動能定理適用范圍很廣，恒力，變力，直線，曲線，單過程，多過程都適用。
注意：涉及位移優(yōu)先考慮動能定理
二.動能定理
4.解題步驟
①確定研究對象(物體還是物體系統(tǒng))及運動過程
②分析受力情況，運動情況，做功情況
③分析初末狀態(tài)
④列式求解
例3.從地面以v0的速度豎直向上拋出一物體，不計空氣阻力，重力加速度為g，以地面為重力勢能的零勢能面。
（1）求物體上升的最大高度h。
（2）物體的重力勢能為動能的一半時，求物體離地面的高度h1。
（3）物體的重力勢能和動能相等時，求物體離地面的高度h2。
（4）物體的動能是重力勢能的一半時，求物體離地面的高度h3。
（5）物體的速率為v0/2時，求物體離地面的高度h4。
例4.質(zhì)量為8g的子彈，以300m/s的速度射入厚度為5cm的固定木板，射穿后的速度是100m/s。子彈射穿木板的過程中受到的平均阻力是多大？
例5.我們曾在第四章中用牛頓運動定律解答過一個問題：民航客機機艙緊急出口的氣囊是一條連接出口與底面的斜面，若斜面高3.2m，斜面長6.5m，質(zhì)量為60kg的人沿斜面滑下時所受的阻力是240N，求人滑至底端時的速度大小，g取10m/s2。請用動能定理解答。
例6.運動員把質(zhì)量為400g的足球踢出后，某人觀察它在空中的飛行情況，估計上升的最大高度是5m，在最高點的速度為20m/s。不考慮空氣阻力，g取10m/s2。請你根據(jù)這個估計，計算運動員踢球時對足球做的功。

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