高中物理《探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系》課件1（28張PPT）

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歡迎進入物理課堂 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 知識回顧 1 如何理解功能關(guān)系 2 怎樣理解 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 3 什么叫動能 物體的動能大小與哪些因素有關(guān) 4 動能的表達式是怎樣的 表達式中的速度是指平均速度還是瞬時速度 5 怎樣計算重力所做的功 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 陸戰(zhàn)之王 新 殺手 動能導(dǎo)彈 亮相美軍 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 美軍的 動能導(dǎo)彈 速度達到了1524m s 彈頭不采用炸藥和引信 只裝備一枚硬度極高的 鎢長桿穿透器 從發(fā)射到擊中目標的飛行時間在5秒鐘之內(nèi) 能夠穿透目前所有的裝甲系統(tǒng) 從科學(xué)的意義上講 動能導(dǎo)彈原理并不復(fù)雜 如同隕石能擊穿地球表面的石頭 只不過因為動能很大而已 那么 怎樣獲得很大的動能呢 動能的變化和做功有什么樣的定量關(guān)系呢 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 1 出站的列車 速度越來越快 它的動能為什么增加 2 進站的列車 速度越來越慢 它的動能為什么減少 從做功的角度談一談以下問題 3 勻速行駛的列車 它的動能為什么不變 想一想 動能的變化應(yīng)該是由什么力的功決定的 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 猜一猜 物體動能的變化與合外力對它做的功可能存在什么樣的定量關(guān)系 實驗?zāi)康?探究合外力做功與物體動能變化的關(guān)系 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 實驗籌劃 1 實驗需要測量哪些物理量 2 有哪幾個物理量會很難測量 3 怎樣設(shè)計一個最簡單的實驗來進行研究 實驗方法 利用打點計時器研究自由落體運動中重力做功與物體動能變化的關(guān)系 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 實驗原理和數(shù)據(jù) 1 重力做功 2 動能的變化 3 質(zhì)量m不用測量 h用刻度尺測量 v用計算 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 實驗步驟 實驗器材 打點計時器 紙帶 重錘 鐵架臺 刻度尺 1 把打點計時器按裝在鐵架臺上 2 把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好 另一端穿過計時器的限位孔 用手豎提起紙帶使重錘?？吭谟嫊r器附近 3 接通電源 松開紙帶 讓重錘自由下落 4 重復(fù)三次 挑選點跡清晰的紙帶使用 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 數(shù)據(jù)及計算 實驗結(jié)論 OC 0 304m 0 780 0 305m 3 11 0B 0 171m 0 585 0 172m 1 75 OA 動能增量 Ek J 末速度v ms 1 重力做功W J 下落距離h cm 過程 4 87 設(shè)重錘質(zhì)量為m O A C B 1 75 3 11 4 87 0 77 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 誤差分析 1 本實驗中系統(tǒng)誤差的主要來源是什么 2 為什么重力做的功總是略大于重錘動能的增量 計算時所選的計數(shù)點應(yīng)盡量遠離紙帶上的第一點 以減小測量和計算的誤差 另外要注意 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 理論推導(dǎo)一 如圖所示 質(zhì)量為m的物體 在一恒定拉力F作用下 沿光滑的水平面以速度v1開始運動 經(jīng)位移s后速度增加到v2 你能否根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式導(dǎo)出合外力所做的功與物體動能變化的關(guān)系 v1 v2 F s F m gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 合外力對物體做的功 根據(jù)牛頓第二定律 由運動學(xué)公式 變形得 聯(lián)立各式得 即 合外力對物體所做的功等于物體動能的變化 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 理論推導(dǎo)二 上題中 如物體還受一恒定的摩擦力f作用 合外力對物體所做的功與物體動能的變化又有什么關(guān)系 gkxx精品課件 W Fs fs即W 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 理論推導(dǎo)二 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 動能定理 1 內(nèi)容 合外力對物體所做的功等于物體動能的變化 2 公式 3 說明 當合外力對物體做正功時 W 0 Ek2 Ek1 動能增加 當合外力對物體做負功時 W 0 Ek2 Ek1 動能減小 W表示合力的功 Ek1 Ek2分別表示物體在初 末狀態(tài)的動能 Ek1 Ek2的位置不能交換 或者 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 例1 一架飛機 質(zhì)量m 5 0 103Kg 起飛過程中從靜止開始滑行的路程為S 5 3 102m時 達到起飛速度v 60m s 在此過程中飛機受到的平均阻力是重量的0 02倍 求飛機受到的牽引力 由 F f s mV2 2得1 7 104N gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 動能定理解題的基本步驟 1 選取研究對象和過程 2 分析各力做功的情況并求出總功 受力分析 3 確定初 末狀態(tài)的動能 運動分析 4 用動能定理列方程求解 提示 動能定理不僅適用于恒力做功 也適用于變力做功 不僅適用于直線運動 也適用于曲線運動 gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 例2 如圖所示 質(zhì)量為m的物體在水平恒力F的作用下 由靜止開始前進s1后撤去F 物體與水平面的摩擦力為f 物體從開始到最終停止運動的位移是多少 1 2 3 gkxx精品課件 方法一 分段法解 根據(jù)動能定理 物體從狀態(tài)1至狀態(tài)2過程 有 F f s1 mv2 2 0 物體從狀態(tài)2至狀態(tài)3過程 有 f s s1 0 mv2 2 聯(lián)立 得Fs1 fs 0即s Fs1 f 方法二 整體法解 全程運用動能定理列方程 Fs1 fs 0得 s Fs1 f 小結(jié) 優(yōu)先使用整體法 gkxx精品課件 練習(xí)1 物體從高出地面H處自由落下 不計空氣阻力 落至地面掉入沙坑h停止 求物體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 自開始下落至與沙坑接觸前 mgH mv2 2 0 接觸沙坑至靜止 mg F h 0 mV2 2 聯(lián)立得 F mg H h h 解法二 整體法 從開始下落至最終靜止 mg H h Fh 0解得 F mg H h h gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 1 一個物體沿著高低不平的曲面做勻速率運動 在下面幾種說法中 正確的是 A 動力做的功為零B 阻力做的功為零C 動力做功與阻力做功的代數(shù)和為零D 合力做的功為零 CD 練習(xí) gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 2 關(guān)于做功和物體動能變化的關(guān)系 不正確的是 A 只有動力對物體做功 物體的動能增加B 只有物體克服阻力做功 它的動能減少C 外力對物體做功的代數(shù)和等于物體的末動能與初動能之差D 動力和阻力都對物體做功 物體的動能一定變化 D gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 4 某人用手將1kg的物體由靜止向上提起1m 這時物體的速度為2m s 則手對物體做的功是 3 一物體在外力的作用下速度由零達到v 做功為W1 另一物體速度由v變到2v 做功為W2 則W1 W2 1 3 12J gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 5 下列關(guān)于運動物體所受的合外力 合外力做功和功能變化的關(guān)系正確的是 A 如果物體所受的合外力為零 那么 合外力對物體做的功一定為零B 如果合外力對物體所做的功為零 則合外力一定為零C 物體在合外力作用下作變速運動 動能一定變化D 物體的動能不變 所受的合外力必定為零 A gkxx精品課件 6 下列說法正確的是 A 合力對物體做的功越多 物體的動能就越大B 外力對物體做功的代數(shù)和等于物體末動能與初動能之差 C 物體作勻速圓周運動時 合力一定不做功 D 物體運動過程中受的合力不為零 則它的動能一定變化 E 物體運動過程中受的合力不為零 則它的速度一定變化 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 B C E gkxx精品課件 4 3探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系 7 質(zhì)點在恒力作用下 從靜止開始作直線運動 則質(zhì)點的動能 A 與它通過的位移成正比B 與它通過的位移的平方成正比C 與它運動的時間成正比D 與它運動的時間的平方成正比 AD 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全