高中物理 第四章 机械能和能源 第3节 探究外力做功与物体动能变化的关系课件 粤教版必修2.ppt

探究外力做功与物体动能变化的关系 第三节探究外力做功与物体动能变化的关系 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 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 第三节探究外力做功与物体动能变化的关系 探究目标 外力做功与物体动能变化的关系 实验方法 测定做自由落体运动的物体在下落h时的速度v 通过比较重力做功wg和此时的动能ek得出外力做功与物体动能变化的关系 实验要点 瞬时速度的计算 一 探究与思考 第三节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 造成本实验误差的主要原因 摩擦力 实验思考 你是否可以设计出其他实验方法 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 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 第三节探究外力做功与物体动能变化的关系 即 w外 ek2 ek1 ek 第三节探究外力做功与物体动能变化的关系 二 动能定理 合外力对物体所做的功等于物体动能的变化 即 w外 ek2 ek1 ek 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 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 第三节探究外力做功与物体动能变化的关系 解法一 牛顿第二定律 运动学公式 解法二 分段应用动能定理 解法三 整体应用动能定理 答案 第三节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 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 状态和终了 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 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 12 5m 第三节探究外力做功与物体动能变化的关系 解法一 牛顿第二定律 运动学公式 解法二 应用动能定理 第三节探究外力做功与物体动能变化的关系 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 分过程进行 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 从