福建省福鼎市第二中学高三物理课件合辑第1节动能的改变

1、第1节 动能的改变,第2章 能的转化与守恒,福鼎二中 潘家迎,Zxx k,1理解什么是动能，知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算。 2.通过实验，能用纸带与打点计时器来探究恒力做功与动能变化的关系。 3.理解动能定理及其推导过程，会用动能定理解释生活和生产中的现象。,Zx x k,流动的水可以做功,龙卷风具有巨大的能量，破坏性极强，能拔起大树、掀翻汽车，甚至摧毁房屋。,Zx x k,一、动能,1.定义： 物体由于运动而具有的能叫做动能。 2.动能的大小： 大家先猜想一下，动能的大小与哪些因素有关呢？如何来证明你的猜想呢？,小实验,结论一:物体的速度越大,动能越大,结论二:物体的质量越大,

2、动能越大,低,高,大,小,大,小,大,小,大,小,小,大,小,小,大,小,大,大,H：小球开始下落的高度 h：被碰小球弹起的高度,结论：动能的大小，与运动物体的质量和速度有关，物体的质量m越大、运动速度v越大，动能就越大。,物体的动能表示为,EK= mv2,动能是标量，它的单位与功的单位相同，都是J,二、恒力做功与动能改变的关系,若外力对物体做功，物体的动能会增加吗？ 物体对外做功动能会减少吗？ 做功与动能的改变有什么关系呢？,实验设想,1.实验需要测量哪些物理量？,2.有哪几个物理量会很难测量？,3.怎样设计一个最简单的实验来进行研究？,实 验 探 究,研究物体在恒力做功情况下，动能的改变与

3、重力做功的关系。,打点计时器、低压交流电源、铁架台、纸带、复写纸、重物、刻度尺,【实验器材 】,【实验装置】,学生电源,如右图,【实验方法】 分别测定物体自由下落h时的初、末速度v1和v2，通过比较重力做功WG和动能变化得出外力做功与物体动能变化的关系。,请同学们先自己思考一下实验步骤。,【实验步骤】 （1）把打点计时器安装在铁架台上(竖直架稳)，连接好电源； （2）把纸带一端固定在重锤上，另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近 (使纸带能顺利通过限位孔)； （3）接通电源，松开纸带，让重锤自由下落； （4）重复3次，挑选打点清晰的纸带;,WG=mg（s2+s3+

4、s4+s5),结论：重力做的功等于动能变化量,b,c,d,e,f,b点到e点过程中重力做的功：,b点到e点过程中小球动能的变化量：,a,Vb=(s1+s2)/2T Ve=(s5+s6)/2T,EK= mve2 - mvb2,比较WG和EK 得出结论,【数据处理】,重物和纸带下落过程受到空气的阻力和纸带与打点计时器间的摩擦，测量重锤下落的高度（选取的各点要离起点远一些）和计算瞬时速度时带来的误差； 竖直固定打点计时器，适当增加重锤的质量来减少误差，多次测量求平均值以减少误差（用刻度尺）。,【注意事项】,有哪些因素可能影响实验结果？,你是否可以设计出其他实验方法？,思 考,只要设计出一种简单的直线

5、运动，即可推出同样的结论。,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,结论：合力做的功等于动能变化量,a,三、动能定理,1.内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的改变量,2.表达式：Fs= mv22- mv12 或 W外=EK2EK1=EK,对动能定理的理解：,a合力对物体做的功的理解,W合 F合s,既适用于恒力做功，也适用于变力做功。, W合W1+W2 +F1s+F2s+,既适用于直线运动，也适用于曲线运动。,b适用

6、范围,c对定理中“变化”一词的理解,W合0， Ek2_ Ek1 ， Ek 0,d. 是一种求功的方法.,W合0， Ek2_ Ek1 ， Ek 0,gkxx精品课件,例1.如图所示，质量为m 的物体，在水平恒力F 的作用下，由静止开始前进s1后撤去F，物体与水平面的摩擦力为f，物体从开始到最终停止运动的位移是多少？,1,2,3,s1,s,gkxx精品课件,方法一：分段法 解：设撤去外力时物体的速度为v，物体的总位移为s 根据动能定理，物体从状态1至状态2过程， 有 （Ff）s1=mv2/2 0 物体从状态2至状态3过程， 有 f(s s1）= 0 mv2/2 联立、得 Fs1 fs=0 即s=F

7、s1/f,方法二：整体法 解：全程运用动能定理列方程： Fs1 fs=0 得：s=Fs1/f,例2.一架喷气式飞机，质量5103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s5.3102时，达到起飞速度60/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(0.02)，求飞机受到的牵引力.,解：以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，这四个力做的功分别为W，W支， W牵F1s，W阻s .据动能定理得：F1s-F2s= mv2-0 代入数据解得 F1=1.8104N,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

8、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,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,gkxx精品课件,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=mv2/20 接触沙坑至静止： 由动能定理 （mgF）h=0mV2/2 联立得：F/mg=（Hh）/h 解法二：整体法 从开始下落至最终静止： mg（Hh）Fh=0 解得：F/mg=（Hh）/h,1.动能: 物体由于运动而具有的能。,2.动能定理: 合外力对物体做的总功，等于物体动能的变化。,3.应用动能定