探究功与速度变化的关系以及动能动能定理.ppt

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我们这一节探究力对原来静止的物体做的我们这一节探究力对原来静止的物体做的功功与物体获得的与物体获得的速度速度的关系的关系常见问题：在什么情况下可以近似用物体的重量常见问题：在什么情况下可以近似用物体的重量G代表代表小车受到的牵引力小车受到的牵引力F（课本（课本71页说一说）页说一说）小车：小车：F=Ma重物：重物：G-F=ma消去加速度，得到牵引消去加速度，得到牵引力力F和物重和物重G的关系的关系当小车的质量比重物大很多当小车的质量比重物大很多(Mm)时时参考示例一：由重物通过定滑轮牵引小车参考示例一：由重物通过定滑轮牵引小车小车在运动过程中，有哪些力做功？小车在运动过程中，有哪些力做功？把木板的把木板的一端垫高，一端垫高，使重力沿使重力沿斜面向下斜面向下的力与摩的力与摩擦力平衡擦力平衡F阻阻FGF阻阻FN拉力和摩拉力和摩擦力做功擦力做功FF2F1小车在木板上运动时会受到阻力，可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？以采用什么方法进行补偿？zxxkw参考案例二：使小车在橡皮筋的作用下弹出参考案例二：使小车在橡皮筋的作用下弹出 参考示例一：由重物通过定滑轮牵引小车参考示例一：由重物通过定滑轮牵引小车请看参考案例实验视频请看参考案例实验视频实验实验次数次数橡皮筋做的橡皮筋做的功功匀速运匀速运动时动时的速度的速度1 1W W0.2320.0538240.0124870.4816642 22W2W0.3210.1030410.0330760.5665693 33W3W0.4170.1738890.0725120.6457554 44W4W0.4690.2199610.1031620.6848365 55W5W0.5290.2798410.1480360.7273246 66W6W0.5710.3260410.1861690.755645收集数据，生成结论 实验结论：实验结论：即即力对原来静止的物体做的功与物体获力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的平方成正比。得的速度的平方成正比。实验结论：实验结论：即即力对原来静止的物体做的功与物体获力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的平方成正比。得的速度的平方成正比。(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_(选填“交流”或“直流”)电源(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是()A放开小车，能够自由下滑即可B放开小车，能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可图图761(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是()A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处D小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据如图762所示的纸带回答)图762解析(1)打点计时器使用的是交流电源；(2)平衡摩擦力时，应将纸带穿过打点计时器，放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可，故D正确；(3)放开小车后，小车做加速运动，当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时，小车的速度最大，此时橡皮筋仍处于伸长状态，B正确；(4)从纸带上看，纸带的GJ段打点比较均匀，所以应选用纸带的GJ段进行测量答案(1)交流(2)D(3)B(4)GJ7 7 动能和动能定理动能和动能定理 课本课本7272页情景：页情景：在光滑的水平面上有在光滑的水平面上有一个质量为一个质量为m m的物体，在与运动方向相同的的物体，在与运动方向相同的水平恒力的作用下发生一段位移，速度由水平恒力的作用下发生一段位移，速度由v v1 1增加到增加到v v2 2，求这个过程中该力所做的功。，求这个过程中该力所做的功。动能的表达式1 12 2Ek mv2物体的质量物体的质量物体的速度物体的速度物体的物体的动能动能1、物体的动能等于它的质量跟、物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半它的速度平方的乘积的一半2、动能是、动能是标量标量，是一个状态量，是一个状态量，单位是焦单位是焦耳（耳（J）3、动能只有正值，没有负值。、动能只有正值，没有负值。4、动能具有瞬时性。、动能具有瞬时性。例题例题2 2：下列几种情况中，甲、乙两物体的动能下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是相等的是 A A甲的速度是乙的甲的速度是乙的2 2倍，乙的质量是甲的倍，乙的质量是甲的2 2倍倍B B甲的质量是乙的甲的质量是乙的2 2倍，乙的速度是甲的倍，乙的速度是甲的2 2倍倍C C甲的质量是乙的甲的质量是乙的4 4倍，乙的速度是甲的倍，乙的速度是甲的2 2倍倍D D质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动乙向西运动C C D D力在一个过程中对物体所做的力在一个过程中对物体所做的功功，等于物体在这个过程中等于物体在这个过程中动能的变化动能的变化。三、动能定理三、动能定理Fv1Fv2lFfv1lv2FflFv2FfFv1FfWF=Fl=-mv121 12 2mv221 12 2Wf=-Ff l=-=-mv121 12 2mv221 12 2W合合=Fl-Ff l=-=-mv121 12 2mv221 12 2类型一：质量为类型一：质量为m 的物体的物体在光滑水平面上，受与运在光滑水平面上，受与运动方向相同的恒力动方向相同的恒力F 的作用的作用下发生一段位移下发生一段位移l，速度从，速度从v1 增加到增加到v2 类型二：质量为类型二：质量为m 的物体的物体在水平粗糙面上受到摩擦在水平粗糙面上受到摩擦力力Ff 的作用下发生一段位的作用下发生一段位移移l，速度从，速度从v1 减小到减小到v2类型三：质量为类型三：质量为m 的物体在的物体在与运动方向相同的恒力与运动方向相同的恒力F 的的作用下，沿粗糙水平面运动作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移了一段位移l，受到的摩擦，受到的摩擦力为力为Ff ，速度从，速度从v1 变为变为v2动能定理WEk2Ek1合力做合力做的功的功末态的动能末态的动能初态的初态的动能动能W合合=-mv121 12 2mv221 12 2动能定理：合力对物体所做动能定理：合力对物体所做的功等于物体动能的变化。的功等于物体动能的变化。1、合力做正功，即、合力做正功，即W合合，Ek2Ek1，动能增大，动能增大2、合力做负功，即、合力做负功，即W合合，Ek2Ek1，动能减小，动能减小思考：思考：合力做功时动能如何变化合力做功时动能如何变化？说明WEk2Ek1过程量过程量状态量状态量状态量状态量既适用于既适用于直线直线运动，也适用于运动，也适用于曲线曲线运动；运动；既适用于既适用于恒力恒力做功，也适用于做功，也适用于变力变力做功；做功；既适用于既适用于单个单个物体，也适用于物体，也适用于多个多个物体；物体；既适用于既适用于一个一个过程，也适用于过程，也适用于整个整个过程。过程。动能定理的适用范围：动能定理的适用范围：做功的过程伴随着能量的变化做功的过程伴随着能量的变化例题练习例题练习动能定理动能定理:牛顿运动定律牛顿运动定律:例题例题3：一架喷气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量m，起飞过程中，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到从静止开始滑跑。当位移达到l时，速度达到起飞速时，速度达到起飞速度度v。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的的k倍。求飞机受到的牵引力。倍。求飞机受到的牵引力。F合合=F-F阻阻=F-kmg=ma a2lv2由由 v2v02=2al 得得 由动能定理得由动能定理得由由 得得F=+kmg2lmv2F=+kmg2lmv2W合合=（F-F阻阻）l =（F-kmg）l=mv21 12 2用动能定理解题的一般步骤：用动能定理解题的一般步骤：确定研究对象和研究过程确定研究对象和研究过程。分析物理过程分析物理过程，分析研究对象在运动，分析研究对象在运动 过程中的受力情况，过程中的受力情况，画受力示意图画受力示意图，及过程状态草图，明确各力做功情及过程状态草图，明确各力做功情 况，即是否做功，是况，即是否做功，是正功还是负功正功还是负功。找出研究过程中物体的初、末状态的找出研究过程中物体的初、末状态的 动能动能（或动能的变化量）（或动能的变化量）根据动能定理建立方程根据动能定理建立方程，代入数据求，代入数据求 解，对结果进行分析、说明或讨论。解，对结果进行分析、说明或讨论。例题例题4：一质量为一质量为m、速度为速度为v0 的汽车在关闭发动机的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离后于水平地面滑行了距离l 后停了下来。试求汽车后停了下来。试求汽车受到的阻力。受到的阻力。动能定理：动能定理：W合合=-F阻阻l=0-mv021 12 2牛顿运动定律：牛顿运动定律：由由 v2v02=2al 得得 a-2lv02由由 得得F阻阻=2lmv02F合合=0-F阻阻=ma 由动能定理得由动能定理得F阻阻=2lmv02