第3节 动能和动能定理-2022-2023学年高一物理轻松备课课件（人教版2019必修第二册）

第3节 动能和动能定理 运动的物体而具有能量 3.表达式： 质量m和速度v 2.相关因数： 1.定义： 一、动能 物体由于运动而具有的能量 那动能究竟和它们具体是什么关系呢？ mv mv2 m2v mv3 第3节 动能和动能定理 实验：探究功与速度变化的关系 问题1：是什么改变箭、铅球运动速度？ 力对物体做功可以改变物体运动速度 问题2：力对物体做的功与速度的变化有什么样的关系？ 外力做功与物体速度变化的关系 设置一个外力对物体做功的装置 1.恒力做功: 一.探究目的 二.探究思路 F mg 光滑桌面 F >F mg- F=ma M 若m<<M 则a很小 则F≈mg F mg 粗糙桌面 F >F M 倾斜斜面平衡摩擦力 ①若m<<M ②平衡摩擦力 实验：探究功与速度变化的关系 A B 2.变力做功： ①拉伸长度相同，保证每次橡皮筋做功相同 如果一条橡皮筋对小车做功为W，则两条橡皮筋做功为2W，三条为3W，依次类推，每次做功都可以用W的倍数来表达。这种处理方法叫倍增法。 外力做功与物体速度变化的关系 一.探究目的 实验：探究功与速度变化的关系 设置一个外力对物体做功的装置 1.恒力做功: 二.探究思路 ①若m<<M ②平衡摩擦力 G f 斜面法平衡摩擦力 小车能够匀速运动！ 思考：小车在运动中，只有橡皮筋的拉力做功吗？ F f FN F 木板、小车、橡皮筋(若干）、打点计时器、电源、纸带、钉子等 三.实验器材 ②平衡摩擦力 2.变力做功： ①拉伸长度相同，保证每次橡皮筋做功相同 外力做功与物体速度变化的关系 一.探究目的 实验：探究功与速度变化的关系 设置一个外力对物体做功的装置 1.恒力做功: 二.探究思路 ①若m<<M ②平衡摩擦力 思考：小车在平衡摩擦力后在橡皮条的作用下做什么性质的运动？ 先加速运动，再匀速运动 纸带上的点，间距并不都是均匀的，应该采用什么样的点来计算小车速度，为什么？ 取点迹清晰，间距较大且点距相等的一段，求出点距相等一段的平均速度，即为小车匀速运动的速度，即小车加速后获得的速度。 1．按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力； 2．先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理好纸带，接通电源，释放小车； 3．换用纸带，改用2条、3条……同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同； 4．由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功计为W，第2次，第3次……计为2W，3W … 四.实验步骤 三.实验器材 一.探究目的 实验：探究功与速度变化的关系 二.探究思路 五.数据处理 ----画w-v曲线 五.数据处理 ----画w-v曲线 W W W W 结论： W∝V2 注意：物体是从静止开始的 实验结论： 1、橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋对小车的拉力与橡皮筋的条数不成正比。 2、平衡摩擦力不适当 六.误差分析 3.利用纸带确定物体的速度时，点间距测量不准也会带来误差。 4.作图描点不准带来误差。 l 设质量为 m 的某物体在光滑水平面上运动，在推力F 的作用下发生一段位移L，速度由 v1 增加到v2 ，如图所示。试寻求这个过程中力 F 做的功W与v1、v2 的关系？ v1 v2 F L WF= FL F= F合 L= WF= ma = v22-v12 2a v22-v12 2a 1 2 mv12 1 2 mv22 =ma 5.标矢性： 焦耳(J) 3.表达式： 物体的质量m和速度v 2.相关因数： 1.定义： 一、动能 物体由于运动而具有的能量 1 2 mv2 Ek= 4.单位： 动能是标量， 只有正值 注意： ②具有相对性，一般以地面为参考系 ①具有瞬时性，状态量， 第3节 动能和动能定理 回顾历史-动能概念的建立 1686年，著名的德国数学家莱布尼兹提出用mv2来量度机械运动，并取名为“活力”。 1807年，英国物理学家托马斯.杨指出运动的功效，是力的作用，但不能和力本身混淆在一起，他提出了“能”的概念。 1829年，法国物理学家科里奥利首次利用mv2/2代替一直使用的mv2，并且提出了“功”的概念。 直到19世纪中叶，随着能量概念的广泛使用，英国科学家开尔文才把mv2/2定义为动能。 l 设质量为 m 的某物体在粗糙水平面上运动，在推力F 的作用下发生一段位移L，物体所受的摩擦力为f。速度由v1 增加v2 ，如图所示。试寻求这个过程中力 F 、f合力做的功与v1、v2 的关系？ v1 v2 L W合= (F-f)L F-f= F合 L= W合= ma = v22-v12 2a v22-v12 2a 1 2 mv12 1 2 mv22 =ma F f 二.动能定理 1.内容: 合力对物