高中物理经典课件：探究外力做功与物体动能变化的关系.ppt

探究外力做功与物体动能变化的探究外力做功与物体动能变化的 关系关系 第三节第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系探究外力做功与物体动能变化的关系 【温故而知新温故而知新】 做功过程的实质就是能量变化的过程。 重力势能的变化是由重力做功引起的； 弹性势能的变化是由弹力做功引起的。 那么：那么： 物体动能的变化是由什么力做功引起的？ 动能的变化在数值上是否也等于某个力做的功？ 第三节第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系探究外力做功与物体动能变化的关系 h h 【探究目标探究目标】 外力做功与物体动能变化的关系外力做功与物体动能变化的关系 【实验方法实验方法】 测定做自由落体运动的物体在下 落h h时的速度v v，通过比较重力做功WW G G 和此时的动能E E K K 得出外力做功与物体 动能变化的关系。 【实验要点实验要点】 瞬时速度的计算： 一一. .探究与思考探究与思考 第三节第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系探究外力做功与物体动能变化的关系 【实验数据记录与分析实验数据记录与分析】 【实验结论实验结论】 在实验误差范围内，外力做的功等于物体动能的改变。 即： 【实验误差分析实验误差分析】 造成本实验误差的主要原因摩擦力 【实验思考实验思考】 你是否可以设计出其他实验方法？ 【提示提示】 只要设计出一种简单的直线运动，即可推出同样的结论。 【理论分析与论证理论分析与论证】 质量为m的物体，在一恒定拉力F的作用下，以速度v1 开始沿水平面运动，经位移s后速度增加到v2，已知物体与 水平面之间的摩擦力恒为f，试导出外力做功与物体动能变 化的关系。 第三节第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系探究外力做功与物体动能变化的关系 即：WW外 外 = =E EK K2 2 E E K K1 1 = =E E K K 第三节第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系探究外力做功与物体动能变化的关系 二二. .动能定理动能定理 合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。 即：WW外 外 = =E EK K2 2 E E K K1 1 = =E E K K 【说明说明】 1.合外力的功等于各外力的功之和； 2.动能定理反映了力对空间累积的效果，揭示了物体动能变 化的原因是外力的功。 3.动能定理的特点是不追究全过程中的运动性质和状态变化 细节，对于求解变力、曲线运动中的功以及复杂过程中的 功能转化，动能定理都提供了方便。 4.动能定理建立了过程量与状态量之间的关系，为物理问题 的研究提供了方法。 【例题例题】质量为m的物体在水平恒力的作用下，由静止开始 前进s1后撤去力F，物体与水平面间的摩擦力恒为f，求物体 从开始运动到最终停止共发生了多大的位移？ 第三节第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系探究外力做功与物体动能变化的关系 【解法一解法一】牛顿第二定律+运动学公式 【解法二解法二】分段应用动能定理 【解法三解法三】整体应用动能定理 【答案答案】 第三节第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系探究外力做功与物体动能变化的关系 【应用动能定理解题的一般步骤应用动能定理解题的一般步骤】 1.确定研究对象，明确它的运动过程； 2.分析物体在运动过程中的受力情况，明确各个 力是否做功，是正功还是负功； 3.明确起始（初初）状态和终了（末末）状态的动能 （可分段、亦可对整个运动过程） 4.根据动能定理布列方程： 【例题例题】汽车以速度v=10m/s在水平路面上行驶，车与路 面的摩擦因数为0.4，问汽车刹车后汽车还能运动多远？ 【答案答案】12.512.5mm 第三节第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系探究外力做功与物体动能变化的关系 【解法一解法一】牛顿第二定律+运动学公式 【解法二解法二】应用动能定理 第三节第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系探究外力做功与物体动能变化的关系 【例题例题】质量为m=5kg的小球，从高H=5m的位置自静止落 下，掉入沙中并陷入h=0.25m，求小球在沙中所受到沙子的 平均阻力？ 【方法一方法一 】分过程进行 【方法二方法二】设球在沙中受到的阻力为f， 对整个过程应用动能定理有： 【例题例题】从高为