第03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,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=EK2EK1=EK,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=EK2EK1=EK,【理解】(1)等值关系：某物体的动能变化量总等于合力对它做的功,(2)因果关系：合力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合外力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程，转化了多少由合外力做了多少功来度量,判断题1动能定理中合外力做的功，是指作用在物体上所有力功()2动能定理中，合外力做正功，物体动能减少()3动能定理反映了一种功能关系()4.（多选）下列关于运动的某个物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是()A如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零B如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C如果合外力对物体所做的功不为零，则物体动能一定发生变化D如果合外力对物体所做的功为零，则物体动能一定发生变化,AC,3.动能定理的适用范围及优越性(1)恒力做功例题：一个小球以竖直向上的初速度V0=10m/s向上抛出，忽略空气阻力求上升到最高点的高度？（）,练习：一个小球离地面高度h=10m水平抛出初速度Vo=5m/s，忽略空气阻力求小球落地点的速度?（）,小结：动能定理适用直线运动，也适用曲线运动，由牛顿运动定律和运动学规律能够求解的问题，用动能定理也可以求解，并且更为简捷,(2)变力做功例题：做匀速圆周运动的物体运动一周期向心力做功为多少？,（说明圆周运动指向圆心的力不做功）,练习：一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点小球在水平力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F所做的功为(),AmglcosBFlsinCmgl(1cos)DFlcos,小结：动能定理是计算变力做功的一种重要方法,C,【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？,【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】,（3）多过程运动,练习：2汽车在平直公路上由静止开始做匀加速直线运动，当汽车速度达到时Vm关闭发动机，汽车继续运动一段时间后停止，其速度图象如图所示，若汽车加速行驶时其牵引力做功为W1，汽车在整个运动过程中克服阻力做功W2，则W1与W2的比值为()A41B31C21D11,小结：应用动能定理只考虑合外力做功和初、末两个状态的动能，并且可以把不同的运动过程合并为一个全过程来处理，是复杂的问题简单化,D,【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