1、第三节第三节 探究外力做功与物体动能探究外力做功与物体动能变化的关系变化的关系 做功过程的实质是能量变化。做功过程的实质是能量变化。重力势能的变化是由重力做功引起的；重力势能的变化是由重力做功引起的；弹性势能的变化是由弹力做功引起的。弹性势能的变化是由弹力做功引起的。那么：那么：物体动能的变化是由什么力做功引起的？物体动能的变化是由什么力做功引起的？物体动能的变化在数值上是否也等于某个力做的功？物体动能的变化在数值上是否也等于某个力做的功？知识回顾知识回顾问题1：请列举生活中动能变化的物体及其所受的力做功的情况？探究活动（）探究活动（）问题1：小车在气垫导轨上有几个运动过程？先加速再匀速再减速
2、问题2：每个过程中有什么力对小车做功？加速过程橡皮筋弹力做正功，匀速过程没力做功问题3：橡皮筋弹力做功与什么因素有关？同一根橡皮筋，每次小车从同一位置静止释放，橡皮筋恢复原长对小车做的功W是否相同？与形变量有关，相同问题4：同样的两根橡皮筋，小车从原位置静止释放，橡皮筋恢复原长对小车做的功是多少？2W问题5：橡皮筋恢复原长过程中，小车的动能变化怎么计算？两次动能变化是大小关系如何？22221212121tmdtdmmVEk问题6：橡皮筋恢复原长过程中，EK与W是否有关？若有关，是什么关系？在实验误差范围内，EK与W成相等关系探究活动（二）探究活动（二）问题1：请分析重物（m)下落的过程中动能的
3、变化和所受的外力做功的情况？动能增大，重力做正功问题2：自由落体运动下落S的高度后速度变为V，重力做多少功，动能变化多少？Wmgs 221mVEk问题3：能否写出下落高度S和速度V的关系式？gVs22问题4：能否写出下落高度S,重物重力做功W与速度V的关系式？22212mVgVmgmgswG a V XSX mWEK?决定反映问题5：结合以上思维导图能否推导出自由落体运动过程中W和EK定量关系？22vG比较可以用以下的思维导图表示出上述的问题求解思路Wmgs gVs22kEmVW221问题6：要验证自由落体运动AE过程与推导出的结论是否相符，要测哪些数据？如何去运算？问题7：完成本实验需要什么
4、实验器材？2221TSmmgSDFAE测SAE和SDF电火花打点计时器、纸带、重锤、铁架台、钩码、夹子、刻度尺、学生电源、导线若干问题4：在匀加速直线运动中我们推导出了W和EK的关系，在曲线运动中是否也成立呢？能否推导出W和EK的定量关系？探究活动（三）探究活动（三）问题1：请以平抛运动的实验为例计算O到P过程外力做功和动能变化量？2022121mVmVEmgyWk问题2：P点V的速度和水平分速度V0，竖起分速度Vy的关系？2022VVVy问题3：0到P下落高度y与竖直分速度Vy的关系？202VVyy2022121mVmVEmgywk202VVyy2022VVVykEW一.合外力做功与动能是什
5、么关系？二.动能定理的适用条件是哪些？1.1.内容内容:合外力所做的功等于物体动能的变化合外力所做的功等于物体动能的变化2.2.表达式表达式:W=E:W=Ek k=E=Ek2k2E Ek1k13.W0，E Ek k增大；W0，E Ek k减小减小1.既适用于直线运动，也适用于曲线运动既适用于直线运动，也适用于曲线运动2.既适用于单力做功，也适用于多力做功既适用于单力做功，也适用于多力做功3.既适用于恒力做功，也适用于变力做功既适用于恒力做功，也适用于变力做功F ma FXSXmaWEKavvt2202三.动能定理与牛顿力学的关系？质量为m的物体在水平恒力的作用下，由静止开始前进s1后撤去力F，
6、物体与水平面间的摩擦力恒为f，求物体从开始运动到最终停止共发生了多大的位移？解：根据动能定理，对于物体从状态1到状态2过程，有对于物体从状态2到状态3过程，有联立以上两式解得02121mVSfF21210mVSSffFSS1分段应用动能定理整体应用动能定理解：根据动能定理，对于物体从状态1到状态3过程，有01 fSFS解得fFSS1牛顿第二定律+运动学公式解：根据牛顿第二定律，对于物体从状态1到状态2过程，有1mafF1122 SaV根据牛顿第二定律，对于物体从状态2到状态3过程，有2maf 222aSV联立以上式子解得总位移SS1+S2fFS1应用动能定理解题的基本步骤应用动能定理解题的基本
7、步骤(1)(1)确定研究对象，明确它的运动过程。确定研究对象，明确它的运动过程。(2)(2)对物体进行受力分析，求各个力所做的功对物体进行受力分析，求各个力所做的功(有正功，有正功，负功负功)(3)(3)明确初状态和末状态的动能。明确初状态和末状态的动能。(4)(4)利用动能定理公式列方程求解利用动能定理公式列方程求解WFs合kk2k1WEEE 与用牛顿定律解题的比较不同点牛顿定律动能定理适用条件一般只能研究在恒力作用下物体做直线运动的情况对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线或曲线运动均适用应用方法要考虑运动过程的每一个细节，结合运动学公式解题只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能运算方法矢
8、量运算代数运算相同点确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析【变式训练1】质量为m的物体在水平恒力的作用下，由静止开始前进s1后撤去力F，物体从开始运动到最终停止运动的位移为S，求整个过程中摩擦力做的功是多少解：整个过程由动能定理可得01fWFS解得：1FSWf动能定理解题的优越性对于变力作用或曲线运动，动能定理提供了一种计算变力做功的简便方法可以间接求得变力做的功【变式训练2】质量为m0.5 kg的物体在水平恒力F11 N的作用下，由A点静止开始前进s后撤去力F，物体与水平面间的摩擦力恒为f1N，若要求物体停在离A点距离分别为L14.4m和L25.5m的B，C两点之间，如图所示，求F作用的位移S的取值范围？002121BmVfLFS02fLFS 解得0.4mS0.5m
