动能和动能定理课件.pptx

1、第七章 机械能及其守恒定律高一物理课件精选（人教版必修2)动能和动能定理专题7.7 复习弹性势能弹性势能重力势能重力势能动能动能重力做功重力做功弹力做功弹力做功外力做功外力做功速度速度WGEP1EP2WFEP1EP2 如果如果W为纵坐标、为纵坐标、v2 为横坐标作出的图象是为横坐标作出的图象是一条过坐标原点的直线，即一条过坐标原点的直线，即 Wv2。功与速度变化的探究结论功与速度变化的探究结论?lF-f=F合合=m afsFsW总sFsfF合)(1122212221212mvmvavvmakkkEEE12 v22-v12 2av22-v12=2asS=v22-v12=2asWmv22/2mv1

2、2/2Ekmv2/2单位：焦耳（单位：焦耳（J），状态量），状态量 物体由于运动而具有的能量叫做物体由于运动而具有的能量叫做动能。动能。、动能的定义、动能的定义2、动能的表达式、动能的表达式3、动能是状态量，与某时刻相对应4、动能是标量，单位为“焦耳（J）”212kEm vD、重力势能一定减小，动能不一定、重力势能一定减小，动能不一定增加增加动能定理动能定理表述：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。表述：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。21222121mvmvW总外力的总功外力的总功末状态动能末状态动能 初状态动能初状态动能1、合外力做功。、合外力做功。2、外力做功之和。、外力做功

3、之和。动能变化动能变化和某一过程（始末状态）相对和某一过程（始末状态）相对应。应。WEk2Ek1Wmv22/2mv12/2WEk2Ek12122211122kkWEEmvmv总对动能定理的理解：对动能定理的理解：a合力对物体做的功的理解合力对物体做的功的理解式子左边的功与右边的动能都是标量式子左边的功与右边的动能都是标量 b.标量性标量性c对定理中对定理中“变化变化”一词的理解一词的理解W合合0，Ek2_ Ek1 ，Ek 0W合合0，Ek2_ Ek1 ，Ek 0.W合合 F合合Scosq.W合合W1+W2+F1s1 +F2s2 +cosq cos qW合合Ek2Ek1W合合mv22/2mv12

4、/2“三三 同同”：a、力对、力对“物体物体”做功与做功与“物体物体”动能变化中动能变化中”物体物体”要要相同，即相同，即 同一物体同一物体b、由于、由于 和和 中的中的s与与v跟参考系的选取跟参考系的选取有关，应取有关，应取 同一参考系同一参考系FsW 221mvEKc、物体做功的、物体做功的“过程过程”应与物体动能变化的应与物体动能变化的“过程过程”一样，即一样，即 同一过程同一过程21222121mvmvW总回顾与思考重力做功重力做功 力对物体做功与物体的速度变化存在某种力对物体做功与物体的速度变化存在某种等量关系？等量关系？力引起了物体速力引起了物体速度的改变度的改变重力势能变化重力势

5、能变化弹力做功弹力做功弹性势能变化弹性势能变化猜想 力对物体做了功力对物体做了功问题与思考1、什么是动能？其大小与什么因素有关？、什么是动能？其大小与什么因素有关？2、何为速度变化？引起速度变化的原因是什么？、何为速度变化？引起速度变化的原因是什么？3、力是引起速度变化的原因、力是引起速度变化的原因,力能对物体做力能对物体做功功,做功与速度变化之间有何关系做功与速度变化之间有何关系实验：探究做功与小车速度变化的关系实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉、刻度尺等实验器材：橡皮筋、

6、小车、木板、打点计时器、铁钉、刻度尺等橡皮筋橡皮筋小车小车打点计时器打点计时器纸带纸带木板木板铁钉铁钉思考如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。小车在运动过程中，有哪些力做功？小车在运动过程中，有哪些力做功？F阻阻FGF阻阻FN拉力和摩擦力做功拉力和摩擦力做功FF2F1把木板的一端垫高，使重力沿斜面把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的力与摩擦力平衡向下的力与摩擦力平衡思考小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？橡皮筋对小车拉力做的功能否橡皮筋对小车拉力做的功能否直接测量

7、？直接测量？橡皮筋的弹力是变力，且弹力与橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克伸长量的关系也不严格遵守胡克定律定律，不容易计算。，不容易计算。?C B A橡皮筋被拉伸直到橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中恢复原长的过程中怎样设计实验怎样设计实验才能解决这一才能解决这一问题问题?解决方案第一次用一条橡皮筋拉小车第一次用一条橡皮筋拉小车第二次用两条完全相同的橡皮筋并联起第二次用两条完全相同的橡皮筋并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样的伸长都和第一次的伸长量一样做功做功W做功做功2W依次类推，并联三条、四条依次类推，并

8、联三条、四条橡皮筋，且拉伸的长度都一样，橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为做的功为3W、4W解决方案皮筋做功皮筋做功W 速度变化速度变化V 之间的关系之间的关系思考思考:小车在平衡摩擦力小车在平衡摩擦力f之后，在皮筋弹力作用下之后，在皮筋弹力作用下的运动性质如何？的运动性质如何？ABCDEFG思考小车在木板上做什么性质的运动？小车在木板上做什么性质的运动？先加速后匀速再减速先加速后匀速再减速我们要取的速度是哪个阶段的速度？我们要取的速度是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？这个速度该如何测量？橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，用橡皮筋恢复原长时的

9、一段位移与所用时间用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间的比值近似计算该点的瞬时速度的比值近似计算该点的瞬时速度思考每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？我们由问题一可以知道：为了使弹力功的大小我们由问题一可以知道：为了使弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比，因此，每次拉长橡皮筋的与橡皮筋的条数成正比，因此，每次拉长橡皮筋的长度应该相等。长度应该相等。问题3小车获得的速度怎样计算？小车获得的速度怎样计算？由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出。而且测量小车的速度一纸带和打点计时器测出。而且测量小车的速度

10、一定是小车匀速运动时速度。即小车的末速度。定是小车匀速运动时速度。即小车的末速度。问题4应该采用那些点距来计算小车的速度？应该采用那些点距来计算小车的速度？.小车的运动情况：小车的运动情况：变加速直线运动（加速度越来越小的加速运动）变加速直线运动（加速度越来越小的加速运动）匀速运动匀速运动减速运动减速运动如图：我们应该求小车匀速阶段的速度。我们应该求小车匀速阶段的速度。即：弹力做功刚完毕时小车的速度即：弹力做功刚完毕时小车的速度实验过程4、在上述实验中打出的、在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出小车开始近似做匀速运动的点，条纸带中，分别找出小车开始近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的

11、速度并分别测出匀速运动时的速度v1、v2、v3、v4、v5。3、用、用2 条、条、3 条、条、4 条、条、5 条橡皮筋分别代替条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重做实验，保证每次条橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度相同。释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度相同。1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至过打点计时器。将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止

12、。轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记下小车位置。接通打点计时器电源，释放小车。下小车位置。接通打点计时器电源，释放小车。?C B A数据记录实验实验次数次数橡皮筋橡皮筋做的功做的功位移位移l/m时间间隔时间间隔t/s匀速运动时的速度匀速运动时的速度v/(m/s)123454WW2W3W5W.弹力做功刚完毕弹力做功刚完毕时小车的速度时小车的速度用什么方法处理用什么方法处理数据比较直观数据比较直观?图象法处理数据做做W-v图图若为曲线若为曲线若为直线，则

13、若为直线，则W与与v成正比成正比做做W-v2图图若为曲线若为曲线若为直线，则若为直线，则W与与v2成正比成正比做做W-v3图图为什么不做为什么不做 W-图图?1v数据处理W v/(m/s)1234560.80 1.10 1.281.53 1.761.89W-v图图00为什么图象会通过原点为什么图象会通过原点?（电火花计时器）（电火花计时器）数据处理W-v2图图Wv2/(m2s-2)0010.64 21.2131.6442.3453.1063.57表明表明W与与 v2 成正比成正比（电火花计时器）（电火花计时器）注意事项1、橡皮筋的选择、橡皮筋的选择2、平衡摩擦力、平衡摩擦力 3、误差分析、误差

14、分析4、橡皮筋的条数、橡皮筋的条数5、实验装置的选取、实验装置的选取 课堂练习1、本节是一个探究性实验，探究的目的是、本节是一个探究性实验，探究的目的是A、探究力与物体运动速度的关系、探究力与物体运动速度的关系B、探究力与物体运动加速度的关系、探究力与物体运动加速度的关系C、探究力对物体做功与物体加速度变化的关系、探究力对物体做功与物体加速度变化的关系D、探究力对物体做功与物体速度变化的关系、探究力对物体做功与物体速度变化的关系D课堂练习2、对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只、对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可以巧妙地避开这个难

15、题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，使用的方法是需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，使用的方法是A、用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是、用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是s、2s、3s进行第进行第1次、第次、第2次、第次、第3次次实验实验时，力对物体做的功就是时，力对物体做的功就是W、2W、3W B、让小车通过相同的距离，第、让小车通过相同的距离，第1次力为次力为F、第、第2次力为次力为2F、第、第3次力为次力为3F实验时，力对小车做的功就是实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W C、选用相同的橡皮筋，在实验中每

16、次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、条、2条、条、3条条同样的橡皮筋同样的橡皮筋进行第进行第1次、第次、第2次、第次、第3次次实验时，橡皮筋对物体做的功就是实验时，橡皮筋对物体做的功就是W、2W、3W D、利用弹簧秤测量对小车的拉力、利用弹簧秤测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为力对小车做的功，可控制为W、2W、3W C课堂练习3、在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在小车沿木板滑行的过程中，除

17、橡皮筋对其、在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是，使木板略微做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是A、木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求、木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应

18、等于小车受到的阻力力C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，这木板的倾斜程度是符合要求的、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，这木板的倾斜程度是符合要求的D、其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的、其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的BC课堂练习 4、有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为穴距离为d1的甲处时速度为的甲处时速度为v1，试求：，试求：（1）老鼠行进到离洞穴距离为）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度的乙处时速度v

19、2多大？多大？（2）从甲处到乙处要用去多少时间？）从甲处到乙处要用去多少时间？课堂练习解析：（解析：（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2 d2=v1d1所以老鼠行进到离洞穴距离为所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度的乙处时速度v2=d1v1/d2（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示由图线下方的面积代表的物理意义可知，从由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d1到到d2的的“梯形面积梯形面积”就等于就等于从甲处到乙处所用的时间，易得从甲处到乙处所用的时间，易得实验回顾

20、本节实验需要的器材有：本节实验需要的器材有：操作技巧1、小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？、小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？2、测量橡皮筋拉力做功时利用倍数关系巧妙地避开直接测量变力做功的问题（但必须注意实验、测量橡皮筋拉力做功时利用倍数关系巧妙地避开直接测量变力做功的问题（但必须注意实验时，每次拉长橡皮筋的长度应该相等。时，每次拉长橡皮筋的长度应该相等。3、纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那些点距来计算小车的速度？为什么？、纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那些点距来计算小车的速度？为什么？学生分组实验，并思考下面的问题：学生分组实验，并思

21、考下面的问题：误差分析误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：1、准备橡皮筋、准备橡皮筋 市售的橡皮筋规格不满足实验要求，而且用至市售的橡皮筋规格不满足实验要求，而且用至4根以上时弹力过大，使打出的纸带点数过少，以致找不根以上时弹力过大，使打出的纸带点数过少，以致找不出小车在不受弹力做匀速时所打出的点。可以选择服装中使用的多股橡皮筋的松紧带，外形有带状和圆柱出小车在不受弹力做匀速时所打出的点。可以选择服装中使用的多股橡皮筋的松紧带，外形有带状和圆柱状。状。2、实验时可用、实验时可用6根橡皮筋，打出根橡皮筋，打出6条纸带，连同条

22、纸带，连同O点可以有点可以有7个点，在描绘曲线时比较容易判断曲线的个点，在描绘曲线时比较容易判断曲线的性质。性质。误差分析误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：3、在长木板上，小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当，以保证打在纸带、在长木板上，小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当，以保证打在纸带上的点便于处理，求出小车运动的速度。上的点便于处理，求出小车运动的速度。4、平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作为补偿。、平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作为补偿。误差分析误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：误差是不

23、可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：5、小车的质量较小，当用多条橡皮筋时，打出的点过少，应改用质量稍大的小车（或可加砝、小车的质量较小，当用多条橡皮筋时，打出的点过少，应改用质量稍大的小车（或可加砝码），以保证打出的点便于处理。码），以保证打出的点便于处理。6、纸带上的点并不是均匀的，应该选用点迹均匀的部分来确定小车的速度。、纸带上的点并不是均匀的，应该选用点迹均匀的部分来确定小车的速度。实验小结实验目标实验目标：探究功与速度变化的关系探究功与速度变化的关系实验器材实验器材：长木板、橡皮筋长木板、橡皮筋(若干若干)、小车、打点计时器、橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板、小车、打点计时器

24、、橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板注意事项：注意事项：1橡皮筋的选择橡皮筋的选择 2平衡摩擦力平衡摩擦力 3误差分析误差分析 4橡皮筋的条数橡皮筋的条数 5实验装置的选取实验装置的选取 实验目的1.通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系2.体会探究的过程和所用的方法体会探究的过程和所用的方法我们将用实验的方法来探究：我们将用实验的方法来探究：探究思路1、探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？、探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？2、每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？、每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？3、小车获得的速度怎样计算？、小车获得的速度怎样计算？4、实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车作的功和小车速度的关系？、实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车作的功和小车速度的关系？