1、探究动能变化跟功的关.ppt

第3章动能的变化与机械功3.1探究动能变化跟做功的关系,动能为什么会变化，动能的变化又和什么有关呢？,1.掌握动能的概念和动能定理。(重点)2.会利用实验探究外力做功与动能变化的关系。3.理解探究学习的一般程序和方法，培养分析推理的能力。,汽车启动时，在牵引力的作用下行驶了一段距离，牵引力做了功，汽车的动能发生了变化，那么汽车动能的变化和做功有什么关系呢？,一.从汽车的动能变化谈起假设有一辆质量为m的汽车，在恒定的牵引力F作用下行驶，速度由v1增加到v2，相应的行驶距离为s。那么，在此过程中，汽车的加速度多大？汽车运动的速度v1，v2跟牵引力F、距离s的关系是怎样的？,由牛顿第二定律：,由运动学公式：,联立可得：,二.动能动能定理1.分析：（1）是功的计算式，代表汽车行驶距离s的过程中牵引力所做的功。（2）物理学中把叫做物体的动能，用符号Ek表示，即。（3）反映了汽车从初状态到末状态的动能变化，称为汽车动能的增量。,2.结论：恒定的牵引力对汽车做的功等于汽车动能的增量。3.推广：前面的推导是以恒力对汽车做功为例进行的，进一步的推导证明，对于变力做功和多个力做功，多个运动过程的情况同样有类似的结论，这就是动能定理。,4.动能定理（1）内容：外力对物体所做的功等于物体动能的增量。（2）公式：。（3）说明：某个物理量的增量等于末状态对应的量值减去初状态对应的量值，增量不一定是正值，负值表示该物理量减小了，但这个差值仍叫做增量。,三.实验探究能否通过实验验证恒力做功与物体动能变化的关系呢？制定计划与设计实验：1.怎样计算恒力做功？确定恒力的大小，测量在恒力作用下发生的位移。2.怎样计算物体动能的变化？测量物体的质量和运动速度。,阅读课本相关内容思考1.怎样确定恒力的大小和物体的位移？用钩码的重力来表示滑块受到的拉力，为了减小误差，可以用气垫导轨来减小摩擦，并让钩码的质量远小于滑块的质量。用刻度尺测量滑块初末位置间的距离得到位移。2.怎样测定滑块的速度？通过光电门测定滑块通过的时间，用游标卡尺测定挡光片的宽度，计算滑块的速度。,3.怎样处理数据验证结论？计算做功和对应的动能增量并列表进行观察比较。把得到的数据画到图像中，研究W与v2、质量m的关系。进行实验，收集数据。,实验步骤：1.按照课本图示安装好装置，并调节气垫导轨使滑块刚好在导轨上做匀速直线运动。2.测量滑块和钩码的质量，要选择合适的钩码，使钩码的质量m远小于滑块的质量M。3.让钩码牵引滑块从静止开始加速，并记录开始运动的位置坐标x1和光电门所在处的位置坐标x2。以及滑块经过光电门所用的时间t，用游标卡尺测量挡光片的宽度D。,4.改变光电门的位置，再测量几组数据。5.比较mg（x2-x1）与的关系。结论：在误差范围内，钩码重力做的功等于滑块动能的增量。,案例分析：一颗质量为40g的子弹以100m/s的速度击穿苹果。子弹穿过苹果后，速度降为60m/s。问子弹击穿苹果前后的动能变化了多少？苹果对子弹做了多少功？,解析：已知子弹m=40g=4.010-2kg，初速度v1=100m/s，末速度v2=60m/s，由动能定理可知苹果对子弹做的功为,带入数据得W=-128J，所以动能减小了128J，苹果对子弹做了-128J的功。,2.动能定理的内容：外力对物体所做的功等于物体动能的增量。W外=EK2Ek1=Ek,1.动能定理的推导：由,3.实验,测定物体的速度,光电门,确定外力做功,把重力作为恒定不变的外力,通过测定初末位置的坐标确定位移,1.质量一定的物体（）A.速度发生变化时，动能一定发生变化B.速度发生变化时，动能不一定发生变化C.速度不变时，其动能一定不变D.动能不变时，速度一定不变解析：速度是矢量，速度变化可能是方向改变，大小不变，此时物体的动能不变。,BC,2.一质量为2kg的滑块，以4m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行。从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4m/s，在这段时间里水平力做的功为()A.0B.8JC.16JD.32J解析：水平力做的功等于动能的增量，速度的大小不变，则动能的增量为0，所以水平力做功为零。,A,3.放在光滑水平面上的某物体，在水平恒力F的作用下，由静止开始运动，在其速度由0增加到v和由v增加到2v的两个阶段中，F对物体所做功之比为()A.11B.12C.13D.14,解析：,C,4.下列关于运动物体所受的合外力。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如果物体在合外力作用下做变速运动，则动能一定变化D如果物体的动能不变，则所受的合外力必定为零,A,5.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源。打点计时器、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙。当滑块连接上纸带，用细线绕过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：,（1）你认为还需要的实验器材()；（2）实验时为了