（机械能及其守恒定律（动能和动能定理））人教版必修高一物理精选教学课件

1、第七章 机械能及其守恒定律高一物理课件精选（人教版必修2)动能和动能定理专题7.7 第一页，共五十二页。复习弹性势能重力势能动能重力做功弹力做功外力做功速度？WGEP1EP2WFEP1EP2第二页，共五十二页。 如果W为纵坐标、v2 为横坐标作出的图象是一条过坐标原点的直线，即 Wv2 。橡皮筋对小车做功的 ，与小车获得速度的平方成正比功与速度变化的探究结论?功与速度的平方有关第三页，共五十二页。lF探找物体动能表达式 设质量为m的某物体，在与运动方向总相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中力F做的功与v1、v2的关系？Fv1v2第四页，共五十二页

2、。F-f = F合=m a v22-v12 2av22-v12=2asS=v22-v12=2as第五页，共五十二页。结果与思考Wmv22/2mv12/2初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个“mv2/2”代表什么？第六页，共五十二页。1.物体动能的表达式Ekmv2/2m为物体的质量v为物体的瞬时速度单位：焦耳（J），状态量第七页，共五十二页。2.动能 物体由于运动而具有的能量叫做动能。第八页，共五十二页。一、动能、动能的定义2、动能的表达式3、动能是状态量，与某时刻相对应4、动能是标量，单位为“焦耳（J）”2.动能第九页，共五十二页。 改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面

3、几种情况中，汽车的动能是原来2倍的是：A、质量不变，速度变为原来的2倍B、质量和速度都变为原来的2倍C、质量减半，速度变为原来的2倍D、质量变为原来2倍，速度减半随堂练习单项第十页，共五十二页。 当重力对物体做正功时，物体的重力势能和动能可能的变化情况，下面哪些说法正确：A、重力势能一定增加，动能一定减小B、重力势能一定减小，动能一定增加C、重力势能不一定减小，动能一定增加D、重力势能一定减小，动能不一定增加随堂练习单项第十一页，共五十二页。 关于动能的理解，下列说法正确的是：A、动能不变的物体，一定处于平衡状态B、动能不可能是负的C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动

4、能不一定变化D、物体的加速度为零，其动能不变随堂练习多项第十二页，共五十二页。动能定理学会推导才能理解深刻，知其然更要知其所以然。表述：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。外力的总功末状态动能初状态动能1、合外力做功。2、外力做功之和。动能变化和某一过程（始末状态）相对应。第十三页，共五十二页。3.动能定理WEk2Ek1Wmv22/2mv12/2改写 力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化即末动能减去初动能。第十四页，共五十二页。3.动能定理理解说明： 对任何过程的恒力、变力；匀变速、非匀变速；直线运动、曲线运动；时间长或多过程、瞬间过程都能运用。WEk2Ek1末动能

5、初动能合力做的功即总功第十五页，共五十二页。二、动能定理1、内容： 外力对物体做的总功等于物体动能的增量2、表达式思考：怎样推导出动能定理？3.动能定理第十六页，共五十二页。对动能定理的理解：a合力对物体做的功的理解式子左边的功与右边的动能都是标量 b.标量性c对定理中“变化”一词的理解W合0， Ek2_ Ek1 ， Ek 0W合0， Ek2_ Ek1 ， Ek 0.W合 F合Scosq. W合W1+W2 +F1s1 +F2s2 + cosq cos q3.动能定理理解第十七页，共五十二页。小结1、物体的动能表达式：2、动能定理：Ekmv2/2W合Ek2Ek1W合mv22/2mv12/2第十八

6、页，共五十二页。“三 同”：a 、力对“物体”做功与“物体”动能变化中”物体”要相同，即 同一物体b、由于 和 中的s与v跟参考系的选取有关，应取 同一参考系c、物体做功的“过程”应与物体动能变化的“过程”一样，即 同一过程第十九页，共五十二页。 A、B两物体放在光滑的水平面上，分别在相同的水平恒力作用下，由静止开始通过相同的位移，若A的质量大于B的质量，则在这一过程中：A.A获得的动能大 B.B获得的动能大 C.A、B获得的动能一样大 D.无法比较谁获得的动能大F随堂练习单项第二十页，共五十二页。随堂练习 一辆质量为m、速度为v0的汽车在关闭发动机后在水平地面上滑行了距离l后停下，试求汽车受

7、到的阻力F阻大小。答案mv02/2l第二十一页，共五十二页。 同一物体分别从高度相同，倾角不同的光滑斜面的顶端滑到底端时，相同的物理量是：A.动能 B.速度 C.速率 D.重力所做的功随堂练习多项第二十二页，共五十二页。回顾与思考重力做功 力对物体做功与物体的速度变化存在某种等量关系？力引起了物体速度的改变重力势能变化弹力做功弹性势能变化猜想 力对物体做了功第二十三页，共五十二页。问题与思考1、什么是动能？其大小与什么因素有关？2、何为速度变化？引起速度变化的原因是什么？3、力是引起速度变化的原因,力能对物体做功,做功与速度变化之间有何关系第二十四页，共五十二页。实验：探究做功与小车速度变化的

8、关系实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉、刻度尺等橡皮筋小车打点计时器纸带木板铁钉第二十五页，共五十二页。思考如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。小车在运动过程中，有哪些力做功？F阻FGF阻FN拉力和摩擦力做功FF2F1把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的力与摩擦力平衡第二十六页，共五十二页。思考小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？橡皮筋对小车拉力做的功能否直接测量？橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律 ，不容易计算。?C B A橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中怎样设计实验才能

9、解决这一问题?第二十七页，共五十二页。解决方案第一次用一条橡皮筋拉小车第二次用两条完全相同的橡皮筋并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样做功W做功2W依次类推，并联三条、四条橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为3W、4W第二十八页，共五十二页。解决方案皮筋做功W 速度变化V 之间的关系思考:小车在平衡摩擦力f之后，在皮筋弹力作用下的运动性质如何？ABCDEFG第二十九页，共五十二页。思考小车在木板上做什么性质的运动？先加速后匀速再减速我们要取的速度是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间的

10、比值近似计算该点的瞬时速度第三十页，共五十二页。思考每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？ 我们由问题一可以知道：为了使弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比，因此，每次拉长橡皮筋的长度应该相等。第三十一页，共五十二页。问题3小车获得的速度怎样计算？ 由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出。而且测量小车的速度一定是小车匀速运动时速度。即小车的末速度。 第三十二页，共五十二页。问题4应该采用那些点距来计算小车的速度？. . . . . . . . . 小车的运动情况：变加速直线运动（加速度越来越小的加速运动）匀速运动减速运动如图：我们应该求小车匀速阶段的速度。即：弹力做功刚完毕时小

11、车的速度第三十三页，共五十二页。实验过程4、在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出小车开始近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。3、用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度相同。1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记下小车位置。接通打点计时器电源，释放小车。?C

12、B A第三十四页，共五十二页。数据记录实验次数橡皮筋做的功位移l /m时间间隔t /s匀速运动时的速度v /(m/s)123454WW2W3W5W. . . . . . . . . . 弹力做功刚完毕时小车的速度用什么方法处理数据比较直观?第三十五页，共五十二页。图象法处理数据做W-v图若为曲线若为直线，则W与v成正比做W-v2图若为曲线若为直线，则W与v2成正比做W-v3图为什么不做 W- 图?1v第三十六页，共五十二页。数据处理Wv /(m/s)1234560.80 1.10 1.281.53 1.761.89W-v图00为什么图象会通过原点?（电火花计时器）第三十七页，共五十二页。数据处

13、理W-v2图Wv2/(m2s -2)0010.64 21.2131.6442.3453.1063.57表明W与 v2 成正比（电火花计时器）第三十八页，共五十二页。注意事项1、橡皮筋的选择2、平衡摩擦力 3、误差分析4、橡皮筋的条数5、实验装置的选取 第三十九页，共五十二页。课堂练习1、本节是一个探究性实验，探究的目的是A、探究力与物体运动速度的关系B、探究力与物体运动加速度的关系C、探究力对物体做功与物体加速度变化的关系D、探究力对物体做功与物体速度变化的关系D第四十页，共五十二页。课堂练习2、对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每

14、次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，使用的方法是A、用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是s、2s、3s进行第1次、第2次、第3次实验时，力对物体做的功就是W、2W、3W B、让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F、第3次力为3F实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W C、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次实验时，橡皮筋对物体做的功就是W、2W、3W D、利用弹簧秤测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W C第

15、四十一页，共五十二页。课堂练习3、在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是A、木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，这木板的倾斜程度是符合要求的D、其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的BC第四十二页，共五十二页。课堂练习 4、 有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与

16、到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1，试求：（1）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2多大？（2）从甲处到乙处要用去多少时间？第四十三页，共五十二页。课堂练习解析：（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2 d2 = v1d1所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2 = d1v1/d2（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d1到d2的“梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间，易得第四十四页，共五十二页。实验回顾1、长木板，两侧适当的对称位置钉两个铁钉2、小车（前面带小钩） 3、砝码（应该使小车

17、的质量大些）4、56条等长的橡皮筋5、打点计时器及纸带6、学生电源及导线7、刻度尺本节实验需要的器材有：第四十五页，共五十二页。操作技巧1、小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？2、测量橡皮筋拉力做功时利用倍数关系巧妙地避开直接测量变力做功的问题（但必须注意实验时，每次拉长橡皮筋的长度应该相等。3、纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那些点距来计算小车的速度？为什么？学生分组实验，并思考下面的问题： 第四十六页，共五十二页。误差分析误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意： 1、准备橡皮筋 市售的橡皮筋规格不满足实验要求，而且用至4根以上时弹力过大，使打出的纸带点

18、数过少，以致找不出小车在不受弹力做匀速时所打出的点。可以选择服装中使用的多股橡皮筋的松紧带，外形有带状和圆柱状。 2、实验时可用6根橡皮筋，打出6条纸带，连同O点可以有7个点，在描绘曲线时比较容易判断曲线的性质。第四十七页，共五十二页。误差分析误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：3、在长木板上，小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当，以保证打在纸带上的点便于处理，求出小车运动的速度。4、平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作为补偿。第四十八页，共五十二页。误差分析误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：5、小车的质量较小，当用多条橡皮筋时，打出的点过少，应改用质量稍大的小车（或可加砝码），以保证打出的点便于处理。6、纸带上的点并不是均匀的，应该选用点迹均匀的部分来确定小车的速度。第四十九页，共五十二页。实验小结实验目标 ： 探究功与速