[工学]《动能 动能定理》优质课件设计.ppt

,4.4 动能 动能定理,1000001001111000011,101011111011000110,10100100100111011,101010011100011,1. 动能的表达式（体会得出过程） 2. 动能定理及含义理解 3. 探究实验/69页,本节的重点内容有,a)惊涛拍岸,b)龙卷风, 动 能,运动的物体可以做功，运动的物体也具有能量。,物理学中把物体由于运动而具有的能量叫做动能。 它与物体的质量和速度有关。,运动的物体可以对外做功，质量和速度越大，动能就越大，物体对外做功的能力也就越强。,运动的物体可以做功，运动的物体也具有能量。, 探究物体动能表达式,设质量为m的某物体，在与运动方向相同的恒力（合外力）作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中力F做的功？, 探究物体动能表达式,设质量为m的某物体，在与运动方向相同的恒力（合外力）作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中力F做的功？,解析,恒力做的功W=FS,根据牛顿第二定律得：F=ma,由匀加速运动公式：.,其中：,可得,Wmv22/2mv12/2,Wmv22/2mv12/2,初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个“mv2/2”代表什么？, 探究物体动能表达式,我们知道 ，功是能量变化的量度，所以mv2/2就是物体的动能。,Ekmv2/2,m为物体的质量,v为物体的瞬时速度,单位：焦耳（J），状态量, 动 能,由上面的推导过程可以看出，动能与功一样，也是标量，不受速度方向的影响。某一物体处于某一确定的运动状态，他的动能也就对应于某一确定值，因此，动能是状态量。, 动 能/随堂练习,试 比较下列每种情况下，甲、乙两物体的动能：-（除下列点外，其他情况相同）, 物体甲的速度是 乙的两倍；, 物体甲向北运动，乙向南运动；, 物体甲做直线运动，乙做曲线运动；, 物体甲的质量是乙的一半。,总结：动能是标量，与速度方向无关；动能与速度的平方成正比，因此速度de变化对动能的影响更大。,设质量为m的某物体，在与运动方向相同的恒力（合外力）作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中力F做的功？, 动能定理/合外力做工和物体动能的变化, 动能定理/合外力做工和物体动能的变化,设质量为m的某物体，在与运动方向相同的恒力（合外力）作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中力F做的功？,解析,恒力做的功W=FS,带入相关量得：,Wmv22/2mv12/2, 动能定理/合外力做工和物体动能的变化,WEk2Ek1=Ek,力（合外力）在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。,通过实验 我们也可以验证这个关系！/69页,活动 研究合外力做功和动能变化 的关系,Wmv22/2mv12/2, 研究合外力做功和动能变化的关系,实验装置：打点计时器、小车、细绳、滑轮等,实验目的：.,实验原理：根据实验中所打出的纸带及拉力F与小车质量M的数据，两处起始点到各计时点的距离，计算小车在打下各点时的瞬时速度，进而计算小车运动到打下各计数点过程中合外力对它做的功W及所增加的动能E,看他们是否相等。,各物理量的测量：,拉力F=mg，其中m为砝码的质量，是不需要 测量的。,x为小车的位移，可用用刻度尺从纸带上测量出来。,小车的质量用天平测出,小车运动de瞬时速度v，可由纸带打出的点计算出。, 研究合外力做功和动能变化的关系,注意事项：,摩擦力的处理/使长木板倾斜，小车刚好拉动纸 带做匀速运动；,实验探究的是合外力做功与物体动能变化的关系，对小车来说，他收到的合外力应该是拉力与摩擦力的合力，由于摩擦力比较难测，因此平衡摩擦力可以简化实验计算，方法是将长木板的一端垫高，改变木板的倾角，是小车拖着纸带在木板上做匀速直线运动，此时如纸带大点均匀，说明小车的重力沿木板方向上的分力与摩擦力平衡。,误差来源：砝码的质量要远小于小车的质 量;,应选取点迹清晰、平整的纸带进行分析。, 研究合外力做功和动能变化的关系,把附有滑轮的光滑长木板放在实验桌上，一端垫高，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上，连好电路，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车上。,把小车停在靠在打点计时器出，接通打点计时器电源后，放开小车，小车在细绳的作用下运动，便拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，记录下小车运动的规律。换上新纸带，重复试验几次，从纸带中挑选出点迹清晰的纸带进行测量。,在挑选的纸带上，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、2、3、4并量出各点到位置O的距离，这些距离就是小车运动到点1、2、3、4时经过的距离x1、x2、x3、x4.。,计算小车打下点2、3、4.时的瞬时速度v2、v3、v4进而计算小车运动到2、3、4过程中合外力对它做的功W，再计算增加的动能EK，并填入表格中，试比较结果。, 研究合外力做功和动能变化的关系,在挑选的纸带上，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、2、3、4并量出各点到位置O的距离，这些距离就是小车运动到点1、2、3、4时经过的距离x1、x2、x3、x4.,计算小车打下点2、3、4.时的瞬时速度v2、v3、v4进而计算小车运动到2、3、4过程中合外力对它做的功W，再计算增加的动能EK，并填入表格中，试比较结果。, 研究合外力做功和动能变化的关系,实验结论： 可以得到，合外力所做的功W与物体动能的改变量EK之间 的关系是：W=EK,实验数据处理, 动能定理,由前面的推导和刚做的实验得出： 合外力所做的功等于物体动能的变化。 这一关系称为动能定理。,用W总表示外力对物体做的总功，用EK1表示物体初态的动能，用EK2表示末态动能，则动能定理表示为：,W总=EK2-EK1=EK, 动能定理,课堂小结,1动能概念和计算公式；,2动能定理的内容；,3实验探究；,4 . 相关推导过程。,EK=mv2/2,W总=EK2-EK1=EK,功能,END,END, 研究合外力做功和动能变化的关系,实验结论： 可以得到，合外力所做的功W与物体动能的改变量EK之间的关系是：W=EK, 动能定理/对动能定理的理解,a对外力对物体做的总功的理解,有的力促进物体运动，而有的力则阻碍物体运动。因此它们做的功就有正、负之分，总功指的是各外力做功的代数和；又因为W总W1+W2+F1s+F2s+F合s，所以总功也可理解为合外力的功。,b对该定理标量性的认识,因动能定理中各项均为标量，因此单纯速度方向改变不影响动能大小。如匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆心，与位移方向始终保持垂直，所以合外力做功为零，动能变化亦为零，并不因速度方向改变而改变。,c对定理中“增加”一词的理解,由于外力做功可正、可负，因此物体在一运动过程中动能可增加，也可能减少。因而定理中“增加”一词，并不表示动能一定增大，它的确切含义为未态与初态的动能差，或称为“改变量”。数值可正，可负。,d对状态与过程关系的理解,功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。, 动能定理/合外力做功和物体动能的变化,假设物体原来就具有速度v1，且水平面存在摩擦力f，在外力F作用下，经过一段位移s，速度达到v2，如图2，则此过程中，外力做功与动能间又存在什么关系呢？,外力F做功：W1Fs,摩擦力f做功：W2fs,合外力做的总功为：,解析：, 动能,运动的物体可以做功，运动的物体也具有能量。,物理学中吧物体由于运动而具有的能量叫做动能。, 动能,运动的物体可以做功，运动的物体也具有能量。,物理学中吧物体由于运动而具有的能量叫做动能。,