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) 從科學的意義上講 動能導彈原理并不復雜 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 實驗目的 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公式導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 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 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全