2013年高中物理新课标多媒体教学课件：31 探究动能变化跟做功的关系（26张ppt）（沪科版必修2）含视频

3.1 探究动能变化跟做功的关系 第3章 动能的变化与机械功 1、掌握动能的概念和动能定理 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？ 3309.unknown 汽车的动能变化 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？汽车运动的速度跟牵引力、距离的关系是怎样的？ 由牛顿第二定律： 由运动学公式： 联立可得： 解析： 分析： 1、 是功的计算式，代表汽车行驶距离为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， 反映了汽车从初状态到末状态的动 能变化，称为动能的增量。 用符号Ek表示 结论： 恒定的牵引力对汽车做的功等于汽车动能的增量。 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。 动能定理 外力对物体所做的功等于物体动能的增量。 注：某个物理量的增量等于末状态对应的量减去初状态对应的量，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。 实验探究： 能否通过实验验证恒力做功和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？ 2、怎样计算物体动能的变化？ 确定恒力的大小，测量在恒力作用下发生的位移 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、与质量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=4.0×10-2kg ,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 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 BC 解析：速度是矢量，速度变化可能是方向变化，大小不变，此时物体的动能不变。 2、一质量为2 kg的滑块，以4 m/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4 m/s，在这段时间里水平力做的功为( ) A、0 B、8 J C、16 J D、32 J A 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。 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.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4 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、质量为m的物体，在一恒定拉力F的作用下，以速度v1开始沿水平面运动，经位移s后速度增加到v2，已知物体与水平面之间的摩