内容正文:
1.3 动能和动能定理
【课上探究】
一、动能
思考:
1.根据生活经验,猜想物体动能大小与哪些因素有关?
2.根据已学知识,如何设计实验验证你的猜想?
小结:
2. 恒力做功与动能改变的关系
思考:
1.运动员用力将足球踢出,足球获得了动能;足球在草地上由于受到了阻力的作用,速度越来越小。
(1) 若外力对物体做功,该物体的动能一定会增加吗?
(2) 力做功与动能的改变之间存在什么关系呢?
2.要探究恒力做功与动能改变关系,应该测量那些物理量?
3利用所熟知的实验装置,你能否设计一个探究恒力做功与动能改变的关系的实验?
4.若实验装置如图所示,如何保证实验中小车受到力为恒力,怎么让小车所受合外力近似等于钩码重力?
三、动能定理
思考:
设某物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l,速度由v1增到v2,如图所示。
1. 力F对物体所做的功是多大?
2. 物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系?
3. 试推导动能定理的表达式?
4.得到的公式能否用于求变力做功,变力做功如何求解?
【经典例题】
例1.关于物体的动能,下列说法中正确的是( )
A.一个物体的动能可能小于零
B.一个物体的动能与参考系的选取无关
C.动能相同的物体速度一定相同
D.两质量相同的物体,若动能相同,其速度不一定相同
例2如图所示,AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道的B点与水平地面相切,其半径为R.质量为m的小球由A点静止释放,求:
(1)小球滑到最低点B时,小球速度v的大小;
(2)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面,恰到达最高点D,D到地面的高度为h(已知h<R),则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf.
小结:应用动能定理时注意的四个问题
(1)动能定理中各量是针对同一惯性参考系而言的(一般选取地面为参考系).
(2)若物体运动的过程包含几个不同的阶段,应用动能定理时,可以分段考虑,也可以将全过程作为一个整体来处理.
(3)在求总功时,若各力不同时对物体做功,W应为各阶段各力做功的代数和.在利用动能定理列方程时,还应注意各力做功的正、负或合力做功的正、负.
(4)对于受力情况复杂的问题要避免把某个力的功当作合力的功,对于多过程问题要防止“漏功”或“添功”.
【课堂巩固】
1.(多选)质量不等,但有相同初动能的两个物体,在动摩擦因数相同的水平地面上滑行,直