2022版新教材高中物理1.3動能和動能定理課件魯教版必修2

1、第第3 3節(jié)節(jié)動能和動能定理動能和動能定理一、動能一、動能1.1.含義含義: :物體因物體因_而具有的能量。而具有的能量。2.2.表達式表達式:E:Ek k=_=_。3.3.單位單位: :國際單位制單位為國際單位制單位為_,1 J=1 _= _,1 J=1 _= _。4.4.標矢性標矢性: :動能是動能是_,_,只有只有_,_,沒有方向。沒有方向。運動運動焦耳焦耳NmNm1 kg(m/s)1 kg(m/s)2 2標量標量大小大小21mv2二、恒力做功與動能改變的關(guān)系二、恒力做功與動能改變的關(guān)系1.1.要研究恒力做功與動能改變的關(guān)系要研究恒力做功與動能改變的關(guān)系, ,需要測出作用于需要測出作用于

2、物體的物體的_、物體的、物體的_、以及物體的質(zhì)量和速度。、以及物體的質(zhì)量和速度。2.2.用打點計時器和刻度尺測物體的用打點計時器和刻度尺測物體的_和速度和速度, ,用天用天平測物體的平測物體的_,_,用鉤碼給小車提供作用力。用鉤碼給小車提供作用力。力力位移位移位移位移質(zhì)量質(zhì)量三、動能定理三、動能定理1.1.推導推導: :如下圖如下圖, ,物體的質(zhì)量為物體的質(zhì)量為m,m,在與運動方向一樣的在與運動方向一樣的恒力恒力F F的作用下發(fā)生了一段位移的作用下發(fā)生了一段位移s,s,速度由速度由v1v1增加到增加到v2,v2,此過程中力此過程中力F F做的功為做的功為W W。( (摩擦力不計摩擦力不計) )

3、2.2.內(nèi)容內(nèi)容: :力在一個過程中對物體做的功力在一個過程中對物體做的功, ,等于物體在這等于物體在這個過程中個過程中_。3.3.表達式表達式:W=_:W=_。4.4.兩種情況兩種情況: :(1)(1)合外力對物體做正功合外力對物體做正功,E,Ek2k2EEk1k1, ,動能動能_。(2)(2)合外力對物體做負功合外力對物體做負功,E,Ek2k2EEk1k1, ,動能動能_。動能的變化動能的變化E Ek2k2-E-Ek1k1增大增大減小減小5.5.關(guān)于動能定理的表達關(guān)于動能定理的表達, ,以下說法中正確的選項是以下說法中正確的選項是_。動能定理表達式中動能定理表達式中, ,外力做的功一定是合

4、外力做的功。外力做的功一定是合外力做的功。動能定理適用于做變速直線運動的物體。動能定理適用于做變速直線運動的物體。物體所受合力為零時物體所受合力為零時, ,其動能一定為零。其動能一定為零。物體速度減半物體速度減半, ,質(zhì)量增大到原來的質(zhì)量增大到原來的2 2倍倍, ,動能不變動能不變一動能的性質(zhì)一動能的性質(zhì)1.1.相對性相對性: :選取不同的參考系選取不同的參考系, ,物體的速度不同物體的速度不同, ,動能也動能也不同不同, ,一般以地面為參考系。一般以地面為參考系。2.2.標量性標量性: :只有大小只有大小, ,沒有方向沒有方向; ;只有正值只有正值, ,沒有負值。沒有負值。3.3.狀態(tài)量狀態(tài)

5、量: :動能是表征物體運動狀態(tài)的物理量動能是表征物體運動狀態(tài)的物理量, ,與物體與物體的運動狀態(tài)的運動狀態(tài)( (或某一時刻的速度或某一時刻的速度) )相對應(yīng)。相對應(yīng)?！舅伎肌舅伎加懻摗坑懻摗壳榫城榫? :如下圖如下圖, ,小車以速度小車以速度v1v1勻速運動勻速運動, ,小車上的小球以速度小車上的小球以速度v2(v2v1)v2(v2v1)向前勻速向前勻速運動。運動。討論討論:(1):(1)小球相對于地面的動能和相對于小車的動能相等小球相對于地面的動能和相對于小車的動能相等嗎嗎? ?(2)(2)小球的動能和哪些因素有關(guān)小球的動能和哪些因素有關(guān)? ?小球的速度變化時小球的速度變化時, ,動能一動能

6、一定變化嗎定變化嗎? ?( (科學思維科學思維) )提示提示: :(1)(1)小球相對地面的速度大于小球相對小車的速小球相對地面的速度大于小球相對小車的速度度, ,其動能不相等其動能不相等;(2);(2)小球動能的大小與小球的質(zhì)量和小球動能的大小與小球的質(zhì)量和速度有關(guān)速度有關(guān); ;動能是標量動能是標量, ,速度是矢量速度是矢量, ,當速度只有方向變當速度只有方向變化時化時, ,動能不變。動能不變。【典例示范】【典例示范】改變汽車的質(zhì)量和速度改變汽車的質(zhì)量和速度, ,都能使汽車的動能發(fā)生變化都能使汽車的動能發(fā)生變化, ,那么以下說法中正確的選項是那么以下說法中正確的選項是世紀金榜導學號世紀金榜導

7、學號( () )A.A.質(zhì)量不變質(zhì)量不變, ,速度增大到原來的速度增大到原來的2 2倍倍, ,動能增大為原來的動能增大為原來的2 2倍倍B.B.速度不變速度不變, ,質(zhì)量增大到原來的質(zhì)量增大到原來的2 2倍倍, ,動能增大為原來的動能增大為原來的4 4倍倍C.C.質(zhì)量減半質(zhì)量減半, ,速度增大到原來的速度增大到原來的4 4倍倍, ,動能增大為原來的動能增大為原來的2 2倍倍D.D.速度減半速度減半, ,質(zhì)量增大到原來的質(zhì)量增大到原來的4 4倍倍, ,動能不變動能不變【解析】選【解析】選D D。由動能的表達式。由動能的表達式Ek= mv2Ek= mv2知知, ,當當m m不變、不變、v v增大為

8、原來的增大為原來的2 2倍時倍時,Ek,Ek增大為原來的增大為原來的4 4倍倍,A,A錯誤錯誤; ;當當v v不變、不變、m m增大為原來的增大為原來的2 2倍倍, ,那么那么EkEk也增大為原來的也增大為原來的2 2倍倍,B,B錯誤錯誤; ;假設(shè)假設(shè)m m減半、減半、v v增大為原來的增大為原來的4 4倍倍, ,那么那么EkEk增大為原來的增大為原來的8 8倍倍,C,C錯誤錯誤; ;假設(shè)假設(shè)v v減半、減半、m m增大為原來的增大為原來的4 4倍倍, ,那么那么Ek=Ek= 4m( )2= mv2=Ek,D4m( )2= mv2=Ek,D正確。正確。1212v212【素養(yǎng)訓練】【素養(yǎng)訓練】1

9、.1.關(guān)于物體的動能關(guān)于物體的動能, ,以下說法中正確的選項是以下說法中正確的選項是( () )A.A.一個物體的動能可能小于零一個物體的動能可能小于零B.B.一個物體的動能與參考系的選取無關(guān)一個物體的動能與參考系的選取無關(guān)C.C.動能一樣的物體速度一定一樣動能一樣的物體速度一定一樣D.D.兩質(zhì)量一樣的物體兩質(zhì)量一樣的物體, ,假設(shè)動能一樣假設(shè)動能一樣, ,其速度不一定一其速度不一定一樣樣【解析】選【解析】選D D。由。由Ek= mv2Ek= mv2可知可知, ,物體動能不可能小于物體動能不可能小于零零, ,質(zhì)量一樣的物體質(zhì)量一樣的物體, ,動能一樣時動能一樣時, ,速度的大小一定一樣速度的大

10、小一定一樣, ,但方向不一定一樣但方向不一定一樣, ,應(yīng)選項應(yīng)選項A A、C C錯誤錯誤,D,D正確正確; ;動能具有動能具有相對性相對性, ,其大小與參考系選取有關(guān)其大小與參考系選取有關(guān), ,選項選項B B錯誤。錯誤。122.2.一質(zhì)點做速度逐漸增大的勻加速直線運動一質(zhì)點做速度逐漸增大的勻加速直線運動, ,在時間間在時間間隔隔t t內(nèi)位移為內(nèi)位移為s,s,動能變?yōu)樵瓉淼膭幽茏優(yōu)樵瓉淼? 9倍。該質(zhì)點的加速度倍。該質(zhì)點的加速度為為( () )A. A. B. B. C. C. D. D. 2st23s2t24st28st【解析】選【解析】選A A。質(zhì)點在時間。質(zhì)點在時間t t內(nèi)的平均速度內(nèi)的平

11、均速度v= ,v= ,設(shè)時設(shè)時間間t t內(nèi)的初、末速度分別為內(nèi)的初、末速度分別為v1v1和和v2,v2,那么那么v= ,v= ,故故 = = 。由題意知。由題意知: =9: =9 , ,那么那么v2=3v1,v2=3v1,進而得出進而得出2v1= 2v1= 。質(zhì)點的加速度。質(zhì)點的加速度a= a= 。應(yīng)選項應(yīng)選項A A正確。正確。st12vv212vv2st221mv2211mv2st2112vv2vsttt【補償訓練】【補償訓練】1.(1.(多項選擇多項選擇) )關(guān)于動能的理解關(guān)于動能的理解, ,以下說法正確的選項是以下說法正確的選項是( () )A.A.一般情況下一般情況下,Ek= mv2,

12、Ek= mv2中的中的v v是相對于地面的速度是相對于地面的速度B.B.動能的大小由物體的質(zhì)量和速率決定動能的大小由物體的質(zhì)量和速率決定, ,與物體的運動與物體的運動方向無關(guān)方向無關(guān)12C.C.物體以一樣的速率向東和向西運動物體以一樣的速率向東和向西運動, ,動能的大小相等動能的大小相等, ,方向相反方向相反D.D.當物體以不變的速率做曲線運動時其動能不斷變化當物體以不變的速率做曲線運動時其動能不斷變化【解析解析】選選A A、B B。動能是標量。動能是標量, ,由物體的質(zhì)量和速率決由物體的質(zhì)量和速率決定定, ,與物體的運動方向無關(guān)。動能具有相對性與物體的運動方向無關(guān)。動能具有相對性, ,無特別

13、無特別說明說明, ,一般指相對于地面的動能。只有一般指相對于地面的動能。只有A A、B B正確。正確。2.2.關(guān)于動能的概念關(guān)于動能的概念, ,以下說法中正確的選項是以下說法中正確的選項是( () )A.A.物體由于運動而具有的能叫作動能物體由于運動而具有的能叫作動能B.B.運動物體具有的能叫作動能運動物體具有的能叫作動能C.C.運動物體的質(zhì)量越大運動物體的質(zhì)量越大, ,其動能一定越大其動能一定越大D.D.速度較大的物體速度較大的物體, ,具有的動能一定較大具有的動能一定較大【解析解析】選選A A。物體由于運動而具有的能叫動能。物體由于運動而具有的能叫動能, ,但是但是運動的物體可以具有多種能

14、量運動的物體可以具有多種能量, ,如重力勢能、內(nèi)能等如重力勢能、內(nèi)能等, ,故故A A正確正確,B,B錯誤錯誤; ;由公式由公式E Ek k= mv= mv2 2可知可知, ,動能既與動能既與m m有關(guān)有關(guān), ,又與又與v v有關(guān)有關(guān),C,C、D D均錯。均錯。12二科學探究二科學探究: :恒力做功與動能改變的關(guān)系恒力做功與動能改變的關(guān)系1.1.實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康? :探究恒力做功與物體動能改變的探究恒力做功與物體動能改變的關(guān)系。關(guān)系。2.2.實驗器材實驗器材: :小車、鉤碼、天平、打點計時器、低壓小車、鉤碼、天平、打點計時器、低壓交流電源、細繩、一端附有定滑輪的長木板、復交流電源、細繩、一端附

15、有定滑輪的長木板、復寫紙、紙帶、刻度尺等。寫紙、紙帶、刻度尺等。3.3.實驗方案實驗方案: :(1)(1)安裝器材安裝器材, ,平衡摩擦力。平衡摩擦力。(2)(2)讓鉤碼拉動小車運動。讓鉤碼拉動小車運動。(3)(3)紙帶記錄小車的運動。紙帶記錄小車的運動。(4)(4)數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析: :拉力做功與小車動能改變的關(guān)系。拉力做功與小車動能改變的關(guān)系。4.4.數(shù)據(jù)處理方法數(shù)據(jù)處理方法: :(1)(1)紙帶數(shù)據(jù)的處理紙帶數(shù)據(jù)的處理: :如下圖的紙帶上如下圖的紙帶上,(n-1),(n-1)點、點、n n點、點、(n+1)(n+1)點到第一點的距離分別是點到第一點的距離分別是dn-1dn-1、dndn、

16、dn+1,dn+1,那么那么n n點點速速度度vn= vn= 。n1n 1dd2T(2)(2)實驗數(shù)據(jù)的處理實驗數(shù)據(jù)的處理: :計算各數(shù)據(jù)中計算各數(shù)據(jù)中v v2 2和相應(yīng)的外力做功和相應(yīng)的外力做功W W的數(shù)值并填入表的數(shù)值并填入表中。中。利用坐標方格紙利用坐標方格紙, ,將各組數(shù)據(jù)在坐標紙上標出將各組數(shù)據(jù)在坐標紙上標出, ,然后然后作出作出W-vW-v2 2圖線。如果作出的圖線是一條直線圖線。如果作出的圖線是一條直線, ,說明外力說明外力做功做功W W與物體速度的平方與物體速度的平方v v2 2成正比成正比, ,即即WvWv2 2。5.5.實驗結(jié)論實驗結(jié)論: :合外力對物體所做的功等于物體動能

17、的變合外力對物體所做的功等于物體動能的變化?；??！舅伎妓伎加懻撚懻摗繉嶒灁?shù)據(jù)處理時實驗數(shù)據(jù)處理時, ,如何求小車運動的速度及力對小車做如何求小車運動的速度及力對小車做的功的功? ?( (科學思維科學思維) )提示提示: :根據(jù)紙帶上記錄的點跡根據(jù)紙帶上記錄的點跡, ,利用一段時間內(nèi)的平均利用一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度速度等于中間時刻的瞬時速度, ,計算對應(yīng)時刻的小車速計算對應(yīng)時刻的小車速度。根據(jù)重物的重力度。根據(jù)重物的重力mgmg及紙帶上測量的距離及紙帶上測量的距離s,s,用用W=mgsW=mgs計算力對小車做的功。計算力對小車做的功。 【典例示范】【典例示范】在在“探究恒力做

18、功與動能改變的關(guān)系實驗中探究恒力做功與動能改變的關(guān)系實驗中, ,某實驗?zāi)硨嶒炐〗M采用如圖甲所示的實驗裝置。小組采用如圖甲所示的實驗裝置。世紀金榜導學號世紀金榜導學號(1)(1)實驗時為了保證小車受到的合外力與沙和沙桶的總實驗時為了保證小車受到的合外力與沙和沙桶的總重力大小根本相等重力大小根本相等, ,在沙和沙桶的總質(zhì)量在沙和沙桶的總質(zhì)量m m與小車的質(zhì)與小車的質(zhì)量量M M的關(guān)系必須滿足的關(guān)系必須滿足m mM M的同時的同時, ,實驗時首先要做的步實驗時首先要做的步驟是驟是_。(2)(2)如圖乙為實驗中打出的一條紙帶如圖乙為實驗中打出的一條紙帶, ,選取紙帶中的選取紙帶中的A A、B B兩兩點來

19、探究恒力做功與動能改變的關(guān)系點來探究恒力做功與動能改變的關(guān)系, ,測出測出A A、B B兩點間距兩點間距s s和速度大小和速度大小vAvA、vBvB。沙和沙桶的總質(zhì)量為。沙和沙桶的總質(zhì)量為m,m,小車的質(zhì)量為小車的質(zhì)量為M,M,重力加速度為重力加速度為g,g,那么本實驗要驗證的數(shù)學表達式為那么本實驗要驗證的數(shù)學表達式為_。( (用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量) ) 【解析】【解析】(1)(1)小車受到自身重力、木板支持力、細繩拉小車受到自身重力、木板支持力、細繩拉力及木板摩擦力等力的作用力及木板摩擦力等力的作用, ,實驗要求保證小車受到的實驗要求保

20、證小車受到的合外力與沙和沙桶的總重力根本相等合外力與沙和沙桶的總重力根本相等, ,由此可應(yīng)用一段由此可應(yīng)用一段過程中沙和沙桶的重力做的功來表示外力對小車做的過程中沙和沙桶的重力做的功來表示外力對小車做的功功, ,那就必須將木板的摩擦力排除那就必須將木板的摩擦力排除, ,因此因此, ,實驗時必須先實驗時必須先平衡摩擦力。平衡摩擦力。(2)A(2)A、B B兩點間距兩點間距s s表示小車在細繩拉力作用下運動的表示小車在細繩拉力作用下運動的位移位移, ,細繩拉力近似等于沙和沙桶的總重力細繩拉力近似等于沙和沙桶的總重力, ,該過程中該過程中合外力對小車做的總功為合外力對小車做的總功為W=mgs,W=m

21、gs,小車在小車在A A、B B兩點的速兩點的速度大小分別為度大小分別為v vA A、v vB B, ,小車在該過程中的動能變化量為小車在該過程中的動能變化量為E Ek k= = 。因此。因此, ,該實驗要驗證的數(shù)學表達式該實驗要驗證的數(shù)學表達式為為mgs= mgs= 。答案答案: :(1)(1)平衡摩擦力平衡摩擦力(2)mgs= (2)mgs= 22BA11MvMv2222BA11MvMv2222BA11MvMv22【規(guī)律方法規(guī)律方法】探究功與動能變化的關(guān)系數(shù)據(jù)處理技巧探究功與動能變化的關(guān)系數(shù)據(jù)處理技巧(1)(1)數(shù)據(jù)處理中合外力的功的計算。數(shù)據(jù)處理中合外力的功的計算。用彈簧測力計測出鉤碼的

22、重力用彈簧測力計測出鉤碼的重力, ,鉤碼的重力就是小車鉤碼的重力就是小車受到的合外力。受到的合外力。用毫米刻度尺測出紙帶上從初始點到選定的某點之用毫米刻度尺測出紙帶上從初始點到選定的某點之間的距離。間的距離。應(yīng)用恒力做功的計算式應(yīng)用恒力做功的計算式W=FsW=Fs求出合外力做的功。求出合外力做的功。(2)(2)數(shù)據(jù)處理中初、末動能確實定。數(shù)據(jù)處理中初、末動能確實定。在紙帶上選定初、末位置所對應(yīng)的計數(shù)點。一般以在紙帶上選定初、末位置所對應(yīng)的計數(shù)點。一般以打下的第一個點為初始位置的計數(shù)點。打下的第一個點為初始位置的計數(shù)點。用毫米刻度尺測定與選定的計數(shù)點相鄰的兩個計數(shù)用毫米刻度尺測定與選定的計數(shù)點相

23、鄰的兩個計數(shù)點之間的距離點之間的距離s,s,假設(shè)這兩個計數(shù)點間的時間間隔為假設(shè)這兩個計數(shù)點間的時間間隔為t,t,那么那么該計數(shù)點對應(yīng)的速度為該計數(shù)點對應(yīng)的速度為v= v= 。根據(jù)動能的定義式根據(jù)動能的定義式Ek= mv2Ek= mv2確定初、末動能。確定初、末動能。st12【素養(yǎng)訓練】【素養(yǎng)訓練】為探究為探究“恒力做功與物體動能改變的關(guān)系恒力做功與物體動能改變的關(guān)系, ,采用了如采用了如下圖的實驗裝置。請答復以下問題下圖的實驗裝置。請答復以下問題: :(1)(1)為了減小小車與水平木板之間摩擦力的影響為了減小小車與水平木板之間摩擦力的影響, ,應(yīng)采應(yīng)采取的做法是取的做法是( () )A.A.將

24、木板不帶滑輪的一端適當墊高將木板不帶滑輪的一端適當墊高, ,使小車在鉤碼拉動使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動下恰好做勻速運動B.B.將木板不帶滑輪的一端適當墊高將木板不帶滑輪的一端適當墊高, ,使小車在鉤碼拉動使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動下恰好做勻加速運動C.C.將木板不帶滑輪的一端適當墊高將木板不帶滑輪的一端適當墊高, ,在不掛鉤碼的情況在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動下使小車恰好做勻速運動D.D.將木板不帶滑輪的一端適當墊高將木板不帶滑輪的一端適當墊高, ,在不掛鉤碼的情況在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動下使小車恰好做勻加速運動(2)(2)假設(shè)實驗中所用小車的質(zhì)量為假設(shè)

25、實驗中所用小車的質(zhì)量為200 g,200 g,為了使實驗結(jié)為了使實驗結(jié)果盡量準確果盡量準確, ,在實驗室提供的以下四種規(guī)格鉤碼中在實驗室提供的以下四種規(guī)格鉤碼中, ,應(yīng)應(yīng)該挑選的鉤碼是該挑選的鉤碼是( () )A.10 gA.10 g B.30 g B.30 g C.50 gC.50 g D.100 g D.100 g(3)(3)某實驗小組挑選了一個質(zhì)量為某實驗小組挑選了一個質(zhì)量為50 g50 g的鉤碼的鉤碼, ,在屢次在屢次正確操作實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條正確操作實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條, ,經(jīng)經(jīng)測量、計算測量、計算, ,得到如下數(shù)據(jù)得到如下數(shù)據(jù): :第一個點到第第一

26、個點到第n n個點的距離個點的距離為為40.0 cm;40.0 cm;打下第打下第n n個點時小車的速度大小為個點時小車的速度大小為1.30 m/s1.30 m/s。該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力。該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力, ,那么拉力那么拉力對小車做的功為對小車做的功為_J,_J,小車動能的增量為小車動能的增量為_J_J。(g(g取取10 m/s2,10 m/s2,結(jié)果保存兩位小數(shù)結(jié)果保存兩位小數(shù)) ) 【解析】【解析】(1)(1)本實驗中需要平衡摩擦力本實驗中需要平衡摩擦力, ,在平衡過程中在平衡過程中要掛紙帶但不能掛鉤碼要掛紙帶但不能掛鉤碼,A,A、B B錯錯; ;掛紙

27、帶是因為紙帶和掛紙帶是因為紙帶和限位孔之間有摩擦力限位孔之間有摩擦力, ,假設(shè)是加速那么是平衡過度假設(shè)是加速那么是平衡過度, ,故故D D錯錯誤誤,C,C正確。正確。(2)(2)鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量。應(yīng)選鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量。應(yīng)選A A。(3)(3)從打下第一個點到打下第從打下第一個點到打下第n n個點拉力對小車做的功個點拉力對小車做的功W=mgs=0.20 J;W=mgs=0.20 J;小車動能的增量為小車動能的增量為Ek= Mv2=0.17 JEk= Mv2=0.17 J。12答案答案: :(1)C(1)C(2)A(2)A【補償訓練】【補償訓練】1.1.在在“探究恒力做功與

28、動能改變的關(guān)系探究恒力做功與動能改變的關(guān)系實驗中實驗中( (裝置如圖甲裝置如圖甲):):(1)(1)以下說法哪一項為哪一項正確的以下說法哪一項為哪一項正確的( () )A.A.平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細線掛在小車上平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細線掛在小車上B.B.為減小系統(tǒng)誤差為減小系統(tǒng)誤差, ,應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠大于小車質(zhì)量應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠大于小車質(zhì)量C.C.實驗時實驗時, ,應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放(2)(2)圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一局部圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一局部, ,選取選取O O、A A、B B、C C計數(shù)點計數(shù)點, ,打點計時器使用的交

29、流電頻率為打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz,50 Hz,那么打那么打B B點時小車的瞬時速度大小為點時小車的瞬時速度大小為_m/s(_m/s(保存三保存三位有效數(shù)字位有效數(shù)字) )。【解析】【解析】(1)(1)平衡摩擦力的原理就是在沒有拉力的情況平衡摩擦力的原理就是在沒有拉力的情況下調(diào)整斜面傾角下調(diào)整斜面傾角,使使=tan,A=tan,A錯錯; ;為減小系統(tǒng)誤差為減小系統(tǒng)誤差, ,應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量,B,B錯錯; ;實驗時使小車靠近實驗時使小車靠近打點計時器能充分利用紙帶打點計時器能充分利用紙帶, ,由靜止釋放那么后面點測出由靜止釋放那么后面點測出的動能

30、即等于該過程的動能變化量的動能即等于該過程的動能變化量, ,便于利用實驗數(shù)據(jù)便于利用實驗數(shù)據(jù)進展探究進展探究, ,應(yīng)選應(yīng)選C C。(2)(2)據(jù)據(jù)vB= =0.653 m/svB= =0.653 m/s可得打可得打B B點時小車的瞬時速度。點時小車的瞬時速度。ACs2T答案答案: :(1)C(1)C2.2.如圖為如圖為“探究功與速度變化的關(guān)系的實驗示意圖探究功與速度變化的關(guān)系的實驗示意圖。(1)(1)某同學在實驗時某同學在實驗時, ,按照下面的步驟實驗。按照下面的步驟實驗。將打點計時器固定在一塊平板上將打點計時器固定在一塊平板上, ,讓紙帶的一端夾在讓紙帶的一端夾在小車后端小車后端, ,另一端

31、穿過打點計時器另一端穿過打點計時器, ,將平板安裝有打點將平板安裝有打點計時器的一端適當墊高計時器的一端適當墊高, ,調(diào)整高度調(diào)整高度, ,直至輕推小車后小直至輕推小車后小車車_(_(選填選填“勻速勻速“加速或加速或“減速減速) )運動。運動。將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于靠近打點計時器處靠近打點計時器處, ,記下小車位置。接通打點計時器電記下小車位置。接通打點計時器電源源, ,釋放小車。釋放小車。用用2 2條、條、3 3條、條、4 4條、條、5 5條、條、6 6條橡皮筋分別代替條橡皮筋分別代替1 1條橡條橡皮筋重做實驗皮筋重做實驗,

32、,但必須讓小車從但必須讓小車從_(_(選填選填“同一同一位置或位置或“不同位置不同位置) )靜止釋放。靜止釋放。在上述實驗中打出的在上述實驗中打出的5 5條紙帶中條紙帶中, ,分別找出小車開場分別找出小車開場近似做勻速運動的點近似做勻速運動的點, ,并分別測出勻速運動時的速度并分別測出勻速運動時的速度v1v1、v2v2、v3v3、v4v4、v5v5、v6v6。(2)(2)以下以下4 4條紙帶中最符合實驗要求的是條紙帶中最符合實驗要求的是_。 (3)(3)某同學記錄相關(guān)數(shù)據(jù)見表某同學記錄相關(guān)數(shù)據(jù)見表: :實驗次數(shù)實驗次數(shù)條數(shù)條數(shù)速度速度m/sm/s速度平方速度平方m m2 2/s/s2 21 1

33、1 11.281.281.641.642 22 21.751.753.063.063 33 32.102.104.414.414 44 42.262.265.115.115 55 52.682.687.187.186 66 62.962.968.768.76用用W W0 0表示一條橡皮筋做的功表示一條橡皮筋做的功, ,請在坐標紙上畫出請在坐標紙上畫出W-vW-v2 2圖像。圖像。根據(jù)你畫的根據(jù)你畫的W-v2W-v2圖像圖像, ,你認為該同學第你認為該同學第_次實次實驗操作出現(xiàn)了問題驗操作出現(xiàn)了問題, ,問題可能在于該次實驗時小車釋放問題可能在于該次實驗時小車釋放的位置距離打點計時器較原位置的位

34、置距離打點計時器較原位置_(_(選填選填“遠或遠或“近近) )。【解析】【解析】(1)(1)為了使小車受到的合外力就是橡皮筋的拉為了使小車受到的合外力就是橡皮筋的拉力力, ,需要平衡掉小車所受到的摩擦力需要平衡掉小車所受到的摩擦力, ,當小車剛好勻速當小車剛好勻速下滑時下滑時, ,說明小車沿平板方向的重力的分力剛好平衡掉說明小車沿平板方向的重力的分力剛好平衡掉摩擦力摩擦力; ;為了便于實驗分析為了便于實驗分析, ,必須使每次實驗過程中橡必須使每次實驗過程中橡皮筋的形變量一樣皮筋的形變量一樣, ,必須使小車釋放的初始位置一樣。必須使小車釋放的初始位置一樣。(2)(2)實驗過程中實驗過程中, ,小

35、車先加速運動小車先加速運動, ,當橡皮筋恢復原長后當橡皮筋恢復原長后, ,小車勻速運動小車勻速運動, ,打下的紙帶最符合實驗要求的是打下的紙帶最符合實驗要求的是B B。(3)(3)根據(jù)數(shù)據(jù)在根據(jù)數(shù)據(jù)在W-vW-v2 2坐標系中描點坐標系中描點, ,把各點用一條平把各點用一條平滑曲線連接起來?；€連接起來。第第4 4個點偏離實驗圖線較遠個點偏離實驗圖線較遠, ,說明說明第第4 4次實驗操作出現(xiàn)了問題次實驗操作出現(xiàn)了問題; ;速度平方偏小速度平方偏小, ,說明橡皮筋說明橡皮筋做的功小做的功小, ,也就是說橡皮筋的形變量偏小也就是說橡皮筋的形變量偏小, ,小車釋放的小車釋放的初始位置距離打點計時器

36、位置較遠。初始位置距離打點計時器位置較遠。答案答案: :(1)(1)勻速同一位置勻速同一位置(2)B(2)B(3)(3)如圖如圖4 4遠遠三動能定理的應(yīng)用三動能定理的應(yīng)用1.1.動能定理動能定理: :(1)(1)表達式表達式:W=E:W=Ek k=E=Ek2k2-E-Ek1k1, ,式中的式中的W W為外力對物體做的為外力對物體做的總功?？偣?。(2)(2)研究對象及過程研究對象及過程: :動能定理的研究對象可以是單個動能定理的研究對象可以是單個物體物體, ,也可以是相對靜止的系統(tǒng)。動能定理的研究過程也可以是相對靜止的系統(tǒng)。動能定理的研究過程既可以是運動過程中的某一階段既可以是運動過程中的某一階

37、段, ,也可以是運動全過程也可以是運動全過程。(3)(3)普遍性普遍性: :動能定理雖然可根據(jù)牛頓第二定律和勻變動能定理雖然可根據(jù)牛頓第二定律和勻變速直線運動的公式推出速直線運動的公式推出, ,但動能定理既適用于恒力作用但動能定理既適用于恒力作用過程過程, ,也適用于變力作用過程也適用于變力作用過程; ;既適用于物體做直線運既適用于物體做直線運動的情況動的情況, ,也適用于物體做曲線運動的情況。也適用于物體做曲線運動的情況。2.2.應(yīng)用動能定理解題的步驟應(yīng)用動能定理解題的步驟: :(1)(1)選取研究對象選取研究對象, ,明確并分析運動過程明確并分析運動過程, ,這個過程可以這個過程可以是單一

38、過程是單一過程, ,也可以是全過程。也可以是全過程。(2)(2)對研究對象進展受力分析。對研究對象進展受力分析。( (注意哪些力做功或不注意哪些力做功或不做功做功) )(3)(3)寫出該過程中合力做的功寫出該過程中合力做的功, ,或分別寫出各個力做的或分別寫出各個力做的功功( (注意功的正負注意功的正負) )。如果研究過程中物體受力情況有。如果研究過程中物體受力情況有變化變化, ,要分別寫出該力在各個階段做的功。要分別寫出該力在各個階段做的功。(4)(4)寫出物體的初、末動能。寫出物體的初、末動能。(5)(5)按照動能定理列式求解。按照動能定理列式求解。( (注意動能增量是末動能注意動能增量是

39、末動能減初動能減初動能) )【思考【思考討論】討論】情境情境: :足球運發(fā)動用力足球運發(fā)動用力F F踢出足球踢出足球, ,足球足球的質(zhì)量為的質(zhì)量為m,m,足球被踢出時的速度為足球被踢出時的速度為v,v,足球被踢出后在地面上運動了距離足球被踢出后在地面上運動了距離x x停下。停下。討論討論: :在這個過程中在這個過程中, ,足球運發(fā)動對足球做功了嗎足球運發(fā)動對足球做功了嗎? ?做了做了多少功多少功? ?( (科學思維科學思維) )提示提示: :做功。因做功。因x x不是力不是力F F作用時間內(nèi)的位移作用時間內(nèi)的位移, ,做的功不做的功不等于等于FxFx。由動能定理求得人對球做的功。由動能定理求得

40、人對球做的功W= mvW= mv2 2。12【典例示范】如下圖【典例示范】如下圖, ,一只一只20 kg20 kg的狗拉著一個的狗拉著一個80 kg80 kg的雪橇以的雪橇以3 m/s3 m/s的速度沖上坡度為的速度沖上坡度為的斜坡。已的斜坡。已知知sin= ,sin= ,斜坡對雪橇的摩擦阻力恒為斜坡對雪橇的摩擦阻力恒為20 N,20 N,狗拉雪橇上狗拉雪橇上坡時的加速度為坡時的加速度為0.2 m/s2,0.2 m/s2,經(jīng)過經(jīng)過10 s10 s拉雪橇的套繩突然斷開拉雪橇的套繩突然斷開, ,雪橇剛好能沖上坡頂。求斜坡長。雪橇剛好能沖上坡頂。求斜坡長。(g(g取取10 m/s2)10 m/s2)

41、世紀金榜導學號世紀金榜導學號110【審題關(guān)鍵審題關(guān)鍵】序號序號信息提取信息提取初速度不為零初速度不為零末速度為零末速度為零由動能定理求解由動能定理求解【解析解析】套繩斷時套繩斷時, ,雪橇和狗的速度為雪橇和狗的速度為v=vv=v0 010) m/s=5 m/s10) m/s=5 m/s套繩斷時套繩斷時, ,雪橇通過的坡長為雪橇通過的坡長為x x1 1=v=v0 0t+ att+ at2 2=40 m=40 m套繩斷開后套繩斷開后, ,設(shè)雪橇在斜坡上滑行設(shè)雪橇在斜坡上滑行x x2 2停下。停下。套繩斷后雪橇受重力、支持力、阻力套繩斷后雪橇受重力、支持力、阻力, ,其中重力做功其中重力做功W WG

42、 G=-Mgsin =-Mgsin xx2 2,W,WN N=0,W=0,Wf f=-fx=-fx2 2。12那么由動能定理有那么由動能定理有-(Mgsin+f)x2=0- Mv2,-(Mgsin+f)x2=0- Mv2,可得可得x2=10 mx2=10 m所以所以, ,斜坡的長度斜坡的長度x=x1+x2=40 m+10 m=50 mx=x1+x2=40 m+10 m=50 m。答案答案:50 m:50 m12【誤區(qū)警示】【誤區(qū)警示】 應(yīng)用動能定理應(yīng)注意的問題應(yīng)用動能定理應(yīng)注意的問題(1)(1)動能定理的研究對象可以是單一物體動能定理的研究對象可以是單一物體, ,或者是可以或者是可以看作一個整

43、體的物體系統(tǒng)。看作一個整體的物體系統(tǒng)。(2)(2)動能定理是求解物體的位移或速率的簡捷公式。動能定理是求解物體的位移或速率的簡捷公式。(3)(3)假設(shè)過程包含了幾個運動性質(zhì)不同的分過程假設(shè)過程包含了幾個運動性質(zhì)不同的分過程, ,既可既可分段考慮也可整個過程考慮。分段考慮也可整個過程考慮。(4)(4)應(yīng)用動能定理時應(yīng)用動能定理時, ,必須明確各力做功的正、負。當必須明確各力做功的正、負。當一個力做負功時一個力做負功時, ,可設(shè)物體抑制該力做功為可設(shè)物體抑制該力做功為W,W,將該力做將該力做功表達為功表達為-W,-W,也可以直接用字母也可以直接用字母W W表示該力做功表示該力做功, ,使其字使其字

44、母本身含有負號。母本身含有負號。 【素養(yǎng)訓練】【素養(yǎng)訓練】1.1.如下圖如下圖, ,物體沿曲面從物體沿曲面從A A點無初速度滑點無初速度滑下下, ,滑至曲面的最低點滑至曲面的最低點B B時時, ,下滑的高度為下滑的高度為5 m,5 m,速度為速度為6 m/s,6 m/s,假設(shè)物體的質(zhì)量為假設(shè)物體的質(zhì)量為 1 kg 1 kg。那么下滑過程中物體抑制阻力所做的功為那么下滑過程中物體抑制阻力所做的功為(g(g取取10 10 m/s2)m/s2)( () )A.50 J A.50 J B.18 J B.18 J C.32 J C.32 J 【解析】選【解析】選C C。由動能定理得。由動能定理得mgh-

45、Wf= mv2,mgh-Wf= mv2,故故Wf=mgh-Wf=mgh- mv2=1 mv2=110105 J- 5 J- 1 162 J=32 J,62 J=32 J,那么那么C C正確正確,A,A、B B、D D錯誤。錯誤。1212122.2.將質(zhì)量為將質(zhì)量為m m的物體的物體, ,以初速度以初速度v0v0豎直向上拋出。拋出豎直向上拋出。拋出過程中阻力大小恒為重力的倍。求過程中阻力大小恒為重力的倍。求: :(1)(1)物體上升的最大高度。物體上升的最大高度。(2)(2)物體落回拋出點時的速度大小。物體落回拋出點時的速度大小?！窘馕鼋馕觥?1)(1)設(shè)上升的最大高度為設(shè)上升的最大高度為h,h

46、,上升過程中上升過程中, ,由動能定理得由動能定理得-mgh-fh=0- -mgh-fh=0- f=0.2mgf=0.2mg聯(lián)立聯(lián)立可得可得h= h= 。201mv2205v12g(2)(2)全過程全過程, ,由動能定理得由動能定理得-2fh= mv-2fh= mv2 2- - 聯(lián)立聯(lián)立可得可得v= vv= v0 0。答案答案: :(1) (1) (2) v(2) v0 0201mv21263205v12g63【補償訓練】【補償訓練】1.(20211.(2021全國卷全國卷)如圖如圖, ,某同學用繩子拉動木箱某同學用繩子拉動木箱, ,使它從使它從靜止開場沿粗糙水平路面運動至具有某一速度。木箱獲得靜止開場沿粗糙水平路面運動至具有某一速度。木箱獲得的動能一定的動能一定 ( () ) A.A.小于拉力所做的功小于拉力所做的功B.B.等于拉力所做的功等于拉力所做的功C.C.等于抑制摩擦力所做的功等于抑制摩擦力所做的功D.D.大于抑制摩擦力所做的功大于抑制摩擦力所做的功【解析解析】選選A A。根據(jù)動能定理可得。根據(jù)動能定理可得:W:WF F+W+Wf f=E=Ek k, ,又知道摩又