8.3動能和動能定理課件高一下學期物理人教版

第八章機械能守恒定律第3節(jié)

動能定理

一、動能二、動能定理第3節(jié)

動能定理三、實驗：驗證動能定理

對物體做功則物體動能就應該變化新課引入運動的海水臺風有巨大破壞作用，能對外做功，擁有能量。我們把物體因為運動而具有的能量稱作動能（EK）。猜想:動能和什么因素關系？物體的質量m和速度v思考:動能的表達式EK=?mv?mv2?mv3?m2v?物體有動能，能對外做功。l思考1：設質量為m的某物體在光滑水平面上運動，在推力F

的作用下發(fā)生一段位移L，速度由v1

增加到v2

，試尋求這個過程中力F做的功W與v1、v2

的關系？v1v2FLWF=FLF=F合L=WF=ma=v22-v122av22-v122a12mv1212mv22=ma回顧歷史-動能概念的建立1686年，著名的德國數學家萊布尼茲提出用mv2來量度機械運動，并取名為“活力”。1807年，英國物理學家托馬斯.楊指出運動的功效，是力的作用，但不能和力本身混淆在一起，他提出了“能”的概念。1829年，法國物理學家科里奧利首次利用mv2/2代替一直使用的mv2，并且提出了“功”的概念。直到19世紀中葉，隨著能量概念的廣泛使用，英國科學家開爾文才把mv2/2定義為動能。4.標矢性：焦耳(J)2.表達式：1.定義：一、動能物體由于運動而具有的能量12mv2Ek=3.單位：標量，只有正值注意：②相對性，一般以地面為參考系①瞬時性，是狀態(tài)量，l思考2：設質量為m的某物體在粗糙水平面上運動，在推力F

的作用下發(fā)生一段位移L，物體所受的摩擦力為f。速度由v1

增加v2

，如圖所示。試尋求這個過程中力F、f、合力做的功與v1、v2

的關系？v1v2LW合=(F-f)L

F-f=F合L=W合=ma=v22-v122av22-v122a12mv1212mv22=maFf二、動能定理1.內容:合力在一過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。2.公式:W合=12mv2212mv12=Ek2-Ek1注意:=ΔEk2②EK1、EK2對應初末位置，功對應整個過程。①合力做正功，即W合＞０，Ek增大；合力做負功，即W合＜０，Ek減小。N【典例1】一質量為m的物體，在斜向上的拉力F作用下在水平面上由靜止開始運動，其方向與水平方向成θ，物體與地面的動摩擦因素μ，物體在地面上運動了一段位移L，求此時物體的速度？FθL解：mgfμNN=f=mg-Fsinθ=μ(mg-Fsinθ)FLcosθ+(-μ(mg-Fsinθ)L)=12mv2-0Fcosθ-f=ma

L=v2-02a動理:WF+Wf=?EK牛二:得:V=

2FLcosθ-2μ(mg-Fsinθ)m得:V=

2FLcosθ-2μ(mg-Fsinθ)m

Rv解：由動能定理得12=mv2-0得：Wf=mgmgR+Nf0+WG+WN+Wf=?EKWf12mv2-mgR=-8J二、動能定理1.內容:合力在一過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。2.公式:W合=12mv2212mv12=Ek2-Ek1注意:=ΔEk2③既適應直、曲線運動；也適用恒、變力做功①合力做正功，即W合＞０，Ek增大；合力做負功，即W合＜０，Ek減小。②EK1、EK2對應初末位置，功對應整個過程?！镜淅?】如圖所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為R=0.8m，BC是水平軌道，長L=3m，BC處的摩擦系數為μ=1/15，今有質量m=1kg的物體，自A點從靜止起下滑到C點剛好停止。求物體在軌道AB段所受的阻力對物體做的功。解:ABCRmgNfmgN/f/A-B:mgR+Wf-μmgL==-0mgR+得：Wf=思考：求AB段克服摩擦力的功W克f=0-012mv2B-C:0-12mv2-6J法2:A-CWf+(-μmgL)=得：Wf=-6J6J二、動能定理1.內容:合力在一過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。2.公式:W合=12mv2212mv12=Ek2-Ek1=ΔEk23.步驟:選對象，劃過程，受力分析做功分析，求W合動能定理列方程求解.明確初、末動能三、實驗：驗證動能定理合力做的功與物體動能變化是否相等設置一個能測外力做功及速度的裝置(1)恒力做功:1.實驗目的:2.探究思路:Fmg光滑桌面F>Fmg-F=maM若m<<M則a很小則F≈mgFmg粗糙桌面F>FM傾斜桌面平衡摩擦力①m<<M②平衡摩擦力AB(2)變力做功:①每次拉伸橡皮筋相同,保證做功相等如果一條橡皮筋對小車做功為W，則兩條橡皮筋做功為2W，三條為3W，依次類推，每次做功都可以用W的倍數來表達。這種處理方法叫倍增法。實驗：探究功與速度變化的關系三、實驗：驗證動能定理合力做的功與物體動能變化是否相等設置一個能測外力做功及速度的裝置(1)恒力做功:1.實驗目的:2.探究思路:①m<<M②平衡摩擦力(2)變力做功:①每次拉伸橡皮筋相同,保證做功相等實驗：探究功與速度變化的關系三、實驗：驗證動能定理合力做的功與物體動能變化是否相等設置一個能測外力做功及速度的裝置(1)恒力做功:1.實驗目的:2.探究思路:①m<<M②平衡摩擦力Gf小車能夠勻速運動！思考：小車在運動中，只有橡皮筋的拉力做功嗎？FfNF斜面法平衡摩擦力木板、小車、橡皮筋(若干）、打點計時器、電源、紙帶、釘子等3.實驗器材:②平衡摩擦力(2)變力做功:①每次拉伸橡皮筋相同,保證做功相等實驗：探究功與速度變化的關系三、實驗：驗證動能定理合力做的功與物體動能變化是否相等設置一個能測外力做功及速度的裝置(1)恒力做功:1.實驗目的:2.探究思路:①m<<M②平衡摩擦力實驗：探究功與速度變化的關系三、實驗：驗證動能定理思考1:小車在平衡摩擦力后在橡皮條的作用下做什么性質的運動？先加速運動，再勻速運動思考2:如何計算小車橡皮筋做功后小車的速度？實驗：探究功與速度變化的關系三、實驗：驗證動能定理3.實驗器材:1.實驗目的:2.探究思路:(1)按圖裝好實驗器材，把木板稍微傾斜，平衡阻力；(2)先用一條橡皮筋做實驗，把橡皮筋拉長到一定的位置，理好紙帶，接通電源，釋放小車；(3)換用紙帶，改用2條、3條……同樣的橡皮筋進行實驗，保持每次實驗中橡皮筋拉長的長度相同；(4)由紙帶算出小車獲得的速度，把小車第一次獲得的功計為W，第2次，第3次……計為2W，3W…4.實驗步驟:實驗：探究功與速度變化的關系三、實驗：驗證動能定理5.數據處理三、實驗：驗證動能定理5.數據處理結論:W∝V2

注意:物體是從靜止開始

WWWW結論：W∝V2

注意：物體是從靜止開始的

5.數據處理①橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋對小車的拉力與橡皮筋的條數不成正比。②平衡摩擦力不適當6.誤差分析③利用紙帶確定物體的速度時，點間距測量不準也會帶來誤差。④作圖描點不準帶來誤差。三、實驗：驗證動能定理課堂小結二、動能定理三、實驗：驗證動能定理一、動能4.標矢性:2.表達式:1.定義:3.單位:1.內容:2.公式:3.步驟:3.實驗器材:1.實驗目的:2.探究思路:4.實驗步驟:5.數據處理6.誤差分析課堂練習【練習1】如圖所示，小鄭同學正在墊排球。排球離開手臂后先豎直向上運動，再落回原位置，設空氣阻力為f，則此過程中（）A．重力對排球所做總功為零B．空氣阻力對排球所做總功為零C．各力對排球做的總功為零D．排球的動能變化量為零A【練習2】兩顆人造地球衛(wèi)星質量之比m1:m2=1:4，在萬有引力作用下繞地球運轉。若它們的軌道半徑之比r1:r2=2:1，則它們的動能之比為（）A．1:2

B．2:1

C．1:8

D．8:1C課堂練習【練習3】（多選）若一乒乓球運動員某一次擊球時，將乒乓球從A點水平擊出，乒乓球擊中D點；另一運動員將該乒乓球從位于A點正下方且與D點等高的B點斜向上擊出，最高點為C，乒乓球也擊中D點，A、C高度相同。忽略空氣阻力，則（

）A．乒乓球在兩個過程中飛行時間不同 B．乒乓球在兩個過程中飛行時間相同C．乒乓球被擊出后的初動能可能相同 D．乒乓球被擊出后的初動能一定不同AC課堂練習【練習