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第二章能的转化与守恒第一节动能的改变 2 3 流动的水可以做功 问题1 从刚才的几个场景中 同学们能否说说它们包含物理学的哪些知识 问题2 运动的物体具有动能 为什么有动能呢 运动的物体能对外做功 问题3 物体的动能大小跟哪些因素有关呢 一 物体的动能与物体的质量和速度有关 质量越大 运动速度越大 物体的动能就越大 1 动能的大小 2 动能 单位 j 它是标量 也是一个状态量 问题4 若外力对物体做功 该物体的动能总会增加吗 如果物体对外做功 该物体的动能总会减少吗 问题5 做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢 方法引导 我们可以先从简单的情况入手 通过实验来探究恒力做功与动能改变的关系 实验原理 实验器材 实验设计 实验操作与测量 数椐分析与结果 误差分析 9 mg ff v1 理论推导 设小球的质量为m 竖直向下的初速度为v1 除重力外 还受一与运动方向相反的阻力ff 下落一段距离h后 速度变为v2 运用牛顿第二定律和匀变速运动规律 推导出恒力对物体做功与动能改变量的关系 10 结论 合力做的功等于动能变化量 a 例题 设一个物体的质量为m 初速度为v1 在与运动方向相同的合外力f的作用下发生一段位移s 速度增加到v2 请比较合外力做功与物体动能的变化关系 二 动能定理 合外力对物体所做的功等于物体动能的变化 数学式子 用w表示合外力做功 用ek1表示初动能 用ek2表示末动能 或 例题 一辆汽车以v1 60km s的速度行驶 司机突然发现在前方约s 30m处有一包东西 马上紧急刹车 设司机的反应时间t1 0 75s 刹车汽车与地面间的动摩擦因数 o 75 求汽车到达这包东西所在处的速度 解 根据题意汽车在t1 0 75s时间做匀速运动的位移s1 v1t1 16 7 0 75 12 5 m 所以从刹车到达这东西的位移s2 s s1 30 12 5 17 5 m 所以汽车到达这包东西所在处的速度v2 由动能定理得 14 1 关于做功和物体动能变化的关系 不正确的是 a 只有动力对物体做功 物体的动能增加b 只有物体克服阻力做功 它的动能减少c 外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差d 动力和阻力都对物体做功 物体的动能一定变化 d 15 2 下列说法正确的是 a 合力对物体做的功越多 物体的动能就越大b 外力对物体做功的代数和等于物体末动能与初动能之差c 物体运动过程中所受的合力不为零 则它的动能一定变化d 物体运动过程中所受的合力不为零 则它的速度一定变化 bd 16 3 物体从高出地面h处自由落下 不计空气阻力 落至地面掉入沙坑h处停止 求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍 解法一 分段法自开始下落至与沙坑接触前 由动能定理mgh mv2 2 0 接触沙坑至静止 由动能定理 mg f h 0 mv2 2 联立得 f mg h h h解法二 整体法从开始下落至最终静止 mg h h fh
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