31探究动能变化跟做功的关系解读课件.ppt
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- 31 探究 动能 变化 做功 关系 解读 课件
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1、一、动能的概念:一、动能的概念:1 1、概念:物体由于运动而具有的能量叫做动能。、概念:物体由于运动而具有的能量叫做动能。S SF F 寻求恒力寻求恒力F F做的功与做的功与v v1 1、v v2 2的关系?设质量为的关系?设质量为m m的某物体,的某物体,在与恒力在与恒力F F(与(与v v方向方向相同)作用下发生位移相同)作用下发生位移S S,速度由,速度由v v1 1增增加到加到v v2 2示。示。F Fv v1 1v v2 22 2、推导动能表达式、推导动能表达式22211122FSmvmv22212vvaSFam初态和末态的表初态和末态的表达式均为达式均为212kEmv物体动能的表达
2、式物体动能的表达式212mv3 3、定义、定义:物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半叫做叫做物物体的动能体的动能.表达式:表达式:单位:焦耳单位:焦耳 212kEmv(1 1)动能是描述物体运动状态的物理量,是状态量。动能是描述物体运动状态的物理量,是状态量。(2 2)标量(没有方向),动能总为正值)标量(没有方向),动能总为正值(3 3)动能具有相对性。通常是相对于地面的速度。)动能具有相对性。通常是相对于地面的速度。3 3、说明:、说明:2(4)kEmv注意用比例法做题例例1 1、改变汽车的质量和速度,都、改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生变
3、化,在下面能使汽车的动能发生变化,在下面几种情况中,汽车的动能是原来几种情况中,汽车的动能是原来2 2倍的是倍的是 ()A A、质量不变,速度变为原来的、质量不变,速度变为原来的2 2倍倍B B、质量和速度都变为原来的、质量和速度都变为原来的2 2倍倍C C、质量减半,速度变为原来的、质量减半,速度变为原来的2 2倍倍D D、质量变为原来、质量变为原来2 2倍,速度减半倍,速度减半CS SF FF FF F1 1F F2 2 S SF FS S1 1S S2 2F FS S W=(FCOS)SW=(FCOS)SW=FW=F(SCOS)SCOS)力对物体的功,等于力对物体的功,等于力的大小力的大
4、小、位移的大小位移的大小、力与、力与位移夹角的余弦三者的乘积。位移夹角的余弦三者的乘积。1)WFsJ二、机械功:、对初中功的复习:单位:焦耳(做功两要素:力和在力方向上发生的位移做功两要素:力和在力方向上发生的位移2、怎样计算力跟位移成夹角 时的功WF scosa力跟位移成夹角 时:功是过程量,力对空间积累的物理量功是过程量,力对空间积累的物理量,是标量是标量,有正功和负有正功和负功之分功之分.、内容:外力对物体所做的功等于物体在这个过程中动、内容:外力对物体所做的功等于物体在这个过程中动能增量。能增量。三、动能定理三、动能定理222111222FSmvmv、公式:WEk2Ek13 3、说明:
5、对任何过程的恒力、变力;匀变速、非匀变速;、说明:对任何过程的恒力、变力;匀变速、非匀变速;直线运动、曲线运动;时间长或多过程、瞬间过程都能运用。直线运动、曲线运动;时间长或多过程、瞬间过程都能运用。4 4、应用动能定理解题的基本思路、应用动能定理解题的基本思路(1 1)明确研究对象,明确研究过程。)明确研究对象,明确研究过程。(2 2)分析研究对象在研究过程中的受力情况,并求出各个力)分析研究对象在研究过程中的受力情况,并求出各个力所做的功。所做的功。(3 3)写出初、末状态的动能)写出初、末状态的动能(4 4)用动能定理列式求解)用动能定理列式求解例例2 2一架喷气式飞机,质量一架喷气式飞
6、机,质量m=5.0m=5.010103 3kgkg,起飞过程中,起飞过程中从静止开始滑跑从静止开始滑跑,当位移达到当位移达到L=600mL=600m时,速度达到起飞速时,速度达到起飞速度度V=60m/sV=60m/s,在次过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力,在次过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的的0.020.02倍,求飞机受到的牵引力?倍,求飞机受到的牵引力?4F 1.6 10 N例例1 1下图是一颗质量为下图是一颗质量为40g40g的子弹以的子弹以100m/s100m/s的的速度穿苹果的瞬间照片。子弹穿过苹果后速速度穿苹果的瞬间照片。子弹穿过苹果后速度降为度降为60m/s60m/s。问子弹
7、击穿苹果后的动能变。问子弹击穿苹果后的动能变化了多少?苹果对子弹做了多少功?化了多少?苹果对子弹做了多少功?22211112812822kkEmvmvJEJ 由动能定理得:W=22212221411()2211221.6 10kEF kmg smvmvmvmvFkmgNs由动能定理得:W=即:例例3 3某人从距地面某人从距地面25m25m高处水平抛出一小球,小球质量高处水平抛出一小球,小球质量100g100g,出手时速度大小为出手时速度大小为10m/s,10m/s,落地时速度大小为落地时速度大小为16m/s16m/s,取,取g=10m/sg=10m/s2 2,试求:,试求:(1 1)人抛球时对
8、小球做多少功?人抛球时对小球做多少功?(2 2)小球在空中运动时克服阻力做功多少?小球在空中运动时克服阻力做功多少?2222121=12.22kEmgh WmvWmghmvJ克阻克阻(2)由动能定理得:W=即:210 52kEmvJ(1)由动能定理得:W=课堂小结课堂小结一、动能一、动能 1 1、定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能、定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能 2 2、表达式:、表达式:3 3、单位:焦耳(、单位:焦耳(J J)二、动能定理、动能定理 1 1、内容:合力所做的功等于物体动能的变化、内容:合力所做的功等于物体动能的变化 2 2、表达式:、表达式:212kEmvW W
9、E Ek k2 2E Ek k1 1作业作业1 1、课本、课本P P4646作业作业:第第1 1、2 2、3 3、4 4题题2 2、课时提升、课时提升P P101101作业:基础训练作业:基础训练 阅读课本相关内容思考阅读课本相关内容思考1.1.确定恒力的大小和物体的位移: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。用刻度尺测量滑块初末位置间的距离得到位移。3
10、.3.处理数据验证结论: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,研究得到的数据画到图像中,研究W W与与v v2 2、质量、质量m m的关系。进行的关系。进行实验,收集数据。实验,收集数据。四、实验探究四、实验探究2.2.测定滑块的速度: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。宽度,计算滑块的速度。1212ddvvdtt 为遮光板的宽度方案一方案一v2s实验步骤:实验步骤:1.1.按照课本图示安装好装置
11、,并调节气垫导轨使滑块刚好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。在导轨上做匀速直线运动。2.2.测量滑块和钩码的质量,要选择合适的钩码,使钩码的测量滑块和钩码的质量,要选择合适的钩码,使钩码的质量质量m m远小于滑块的质量远小于滑块的质量M M。3.3.让钩码牵引滑块从静止开始加速,并记录开始运动的位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置坐标x x1 1和光电门所在处的位置坐标和光电门所在处的位置坐标x x2 2。以及滑块经过光。以及滑块经过光电门所用的时间电门所用的时间t t,用游标卡尺测量挡光片的宽度,用游标卡尺测量挡光片的宽度D D。5
12、.5.比较比较mgmg(x x2 2-x-x1 1)与)与 的关系。的关系。结论:结论:在误差范围内,钩码重力做的在误差范围内,钩码重力做的 功等于滑块动能的增量。功等于滑块动能的增量。221dm22t4.4.改变光电门的位置,再测量几组数据。改变光电门的位置,再测量几组数据。方案二、方案二、目的:目的:探究恒力做功与动能改变的关系探究恒力做功与动能改变的关系.原理:原理:用如图所示装置用如图所示装置,让小车在橡皮筋让小车在橡皮筋作用下弹出作用下弹出,使小车获得速度后沿木板匀使小车获得速度后沿木板匀速滑行速滑行.当用一条橡皮筋弹出时对小车做的功记为当用一条橡皮筋弹出时对小车做的功记为W W,则
13、用两条、三则用两条、三条条完全相同的橡皮筋并在一起进行第完全相同的橡皮筋并在一起进行第2 2次、第次、第3 3次次实验实验,每次每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放时橡皮筋都拉伸到同一位置释放时,橡皮筋对小车做的功就是第橡皮筋对小车做的功就是第1 1次的次的2 2倍倍(2(2W W)、3 3倍倍(3(3W W).).橡皮筋每次实验做的功使小车获得的速度根橡皮筋每次实验做的功使小车获得的速度根据打点计时器打出的纸带得到据打点计时器打出的纸带得到.当得出若干组功和速度的数据后当得出若干组功和速度的数据后,以橡以橡皮筋对小车做的功为纵坐标皮筋对小车做的功为纵坐标,分别以小车获得的速度分别以小车获得的速度v
14、 v、v v2 2、为横坐标、为横坐标,以第以第1 1次实验时的功次实验时的功W W为单位为单位,用描点法分别作出用描点法分别作出W Wv v、W Wv v2 2、曲线、曲线,分析曲线分析曲线,得出橡皮筋对小车做的功与小车获得速度的定量关系得出橡皮筋对小车做的功与小车获得速度的定量关系.步骤:步骤:1.1.安装实验装置安装实验装置:如图如图1 1所示所示.2.2.平衡摩擦力平衡摩擦力:在长木板的有打点计时器的一端下面垫一块木板在长木板的有打点计时器的一端下面垫一块木板,反复移动木板的位置反复移动木板的位置,直至小车上不挂橡皮筋时直至小车上不挂橡皮筋时,纸带打出的点间距均纸带打出的点间距均 匀匀
15、,即小即小 车能匀速运动为止车能匀速运动为止.器材:木板、小车、橡皮筋、打点计时器及交流电源、纸带、刻度尺等器材:木板、小车、橡皮筋、打点计时器及交流电源、纸带、刻度尺等.3.3.把小车的另一端与一条橡皮筋的中点连接把小车的另一端与一条橡皮筋的中点连接,向后向后 拖动纸带拖动纸带,并并 记下此时小车的位置记下此时小车的位置.然后接通电源然后接通电源,放开小车放开小车,将得到的纸带标号为将得到的纸带标号为1.1.4.4.换上新纸带换上新纸带,橡皮筋分别采用两条、三条、四条橡皮筋分别采用两条、三条、四条,重复步骤重复步骤3,3,将纸带标号将纸带标号2 2、3 3、44处理数据:处理数据:1.1.以
16、橡皮筋对小车做的功为纵坐标以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第以第1 1次实验时的功次实验时的功W W为单位为单位),),小车小车获得的速度为横坐标获得的速度为横坐标,作出作出W Wv v曲线曲线.如果如果W Wv v曲线是一条直线曲线是一条直线,表明表明W Wv v;如果不是直线如果不是直线,可考虑是否存在下列关系可考虑是否存在下列关系:W Wv v2 2、W Wv v3 3、2.2.根据各种草图根据各种草图,大致判断两个量可能是什么关系大致判断两个量可能是什么关系.如果认为很可能是如果认为很可能是W Wv v2 2,就作出就作出W Wv v2 2曲线曲线,如果这条曲线是一条直线如果这条曲线是
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