高中物理必修2粵教《第四章機(jī)械能和能源第03節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系》223課件-一等獎(jiǎng)

第三節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系

做功過(guò)程的實(shí)質(zhì)是能量變化。重力勢(shì)能的變化是由重力做功引起的；彈性勢(shì)能的變化是由彈力做功引起的。那么：⑴物體動(dòng)能的變化是由什么力做功引起的？⑵物體動(dòng)能的變化在數(shù)值上是否也等于某個(gè)力做的功？知識(shí)回顧問(wèn)題1：請(qǐng)列舉生活中動(dòng)能變化的物體及其所受的力做功的情況？探究活動(dòng)（－）問(wèn)題1：小車在氣墊導(dǎo)軌上有幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程？先加速再勻速再減速問(wèn)題2：每個(gè)過(guò)程中有什么力對(duì)小車做功？加速過(guò)程橡皮筋彈力做正功，勻速過(guò)程沒(méi)力做功問(wèn)題3：橡皮筋彈力做功與什么因素有關(guān)？同一根橡皮筋，每次小車從同一位置靜止釋放，橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)對(duì)小車做的功W是否相同？與形變量有關(guān)，相同問(wèn)題4：同樣的兩根橡皮筋，小車從原位置靜止釋放，橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)對(duì)小車做的功是多少？2W問(wèn)題5：橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)過(guò)程中，小車的動(dòng)能變化怎么計(jì)算？?jī)纱蝿?dòng)能變化是大小關(guān)系如何？問(wèn)題6：橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)過(guò)程中，ΔEK與W是否有關(guān)？若有關(guān)，是什么關(guān)系？在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，ΔEK與W成相等關(guān)系探究活動(dòng)（二）問(wèn)題1：請(qǐng)分析重物（m)下落的過(guò)程中動(dòng)能的變化和所受的外力做功的情況？動(dòng)能增大，重力做正功問(wèn)題2：自由落體運(yùn)動(dòng)下落S的高度后速度變?yōu)閂，重力做多少功，動(dòng)能變化多少？W＝mgs

問(wèn)題3：能否寫(xiě)出下落高度S和速度V的關(guān)系式？問(wèn)題4：能否寫(xiě)出下落高度S,重物重力做功W與速度V的關(guān)系式？

G

aΔV

XSXmWΔEK?決定反映問(wèn)題5：結(jié)合以上思維導(dǎo)圖能否推導(dǎo)出自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中W和ΔEK定量關(guān)系？G比較可以用以下的思維導(dǎo)圖表示出上述的問(wèn)題求解思路W＝mgs

問(wèn)題6：要驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)AE過(guò)程與推導(dǎo)出的結(jié)論是否相符，要測(cè)哪些數(shù)據(jù)？如何去運(yùn)算？問(wèn)題7：完成本實(shí)驗(yàn)需要什么實(shí)驗(yàn)器材？測(cè)SAE和SDF電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘、鐵架臺(tái)、鉤碼、夾子、刻度尺、學(xué)生電源、導(dǎo)線若干．問(wèn)題4：在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中我們推導(dǎo)出了W和ΔEK的關(guān)系，在曲線運(yùn)動(dòng)中是否也成立呢？能否推導(dǎo)出W和ΔEK的定量關(guān)系？探究活動(dòng)（三）問(wèn)題1：請(qǐng)以平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)為例計(jì)算O到P過(guò)程外力做功和動(dòng)能變化量？問(wèn)題2：P點(diǎn)V的速度和水平分速度V0，豎起分速度Vy的關(guān)系？問(wèn)題3：0到P下落高度y與豎直分速度Vy的關(guān)系？一.合外力做功與動(dòng)能是什么關(guān)系？二.動(dòng)能定理的適用條件是哪些？1.內(nèi)容:合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化2.表達(dá)式:W=ΔEk=Ek2－Ek13.W>0，Ek增大；W<0，Ek減小1.既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)2.既適用于單力做功，也適用于多力做功3.既適用于恒力做功，也適用于變力做功

F＝ma

FX

SXmaWΔEK＝＝三.動(dòng)能定理與牛頓力學(xué)的關(guān)系？【例題】質(zhì)量為m的物體在水平恒力的作用下，由靜止開(kāi)始前進(jìn)s1后撤去力F，物體與水平面間的摩擦力恒為f，求物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終停止共發(fā)生了多大的位移？解：根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)于物體從狀態(tài)1到狀態(tài)2過(guò)程，有

對(duì)于物體從狀態(tài)2到狀態(tài)3過(guò)程，有聯(lián)立以上兩式解得【解法一】分段應(yīng)用動(dòng)能定理【解法二】整體應(yīng)用動(dòng)能定理解：根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)于物體從狀態(tài)1到狀態(tài)3過(guò)程，有解得【解法三】牛頓第二定律+運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解：根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)于物體從狀態(tài)1到狀態(tài)2過(guò)程，有根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)于物體從狀態(tài)2到狀態(tài)3過(guò)程，有聯(lián)立以上式子解得總位移S＝S1+S2＝應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本步驟(1)確定研究對(duì)象，明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。(2)對(duì)物體進(jìn)行受力分析，求各個(gè)力所做的功(有正功，負(fù)功)(3)明確初狀態(tài)和末狀態(tài)的動(dòng)能。(4)利用動(dòng)能定理公式列方程求解與用牛頓定律解題的比較不同點(diǎn)牛頓定律動(dòng)能定理適用條件一般只能研究在恒力作用下物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況對(duì)于物體在恒力或變力作用下，物體做直線或曲線運(yùn)動(dòng)均適用應(yīng)用方法要考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的每一個(gè)細(xì)節(jié)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動(dòng)能運(yùn)算方法矢量運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算相同點(diǎn)確定研究對(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析【變式訓(xùn)練1】質(zhì)量為m的物體在水平恒力的作用下，由靜止開(kāi)始前進(jìn)s1后撤去力F，物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終停止運(yùn)動(dòng)的位移為S，求整個(gè)過(guò)程中摩擦力做的功是多少解：整個(gè)過(guò)程由動(dòng)能定理可得解得：動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性對(duì)于變力作用或曲線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能定理提供了一種計(jì)算變力做功的簡(jiǎn)便方法．可以間接求得變力做的功．【變式訓(xùn)練2】質(zhì)量為m＝0.5kg的物體在水平恒力F＝11N的作用下，由A點(diǎn)靜止開(kāi)始前進(jìn)s后撤去力F，物體與水平面間的摩擦力恒為f＝