8.3動能和動能定理課件高一下學(xué)期物理人教版

第八章機(jī)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(yīng)該變化新課引入運動的海水臺風(fēng)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(guān)系？物體的質(zhì)量m和速度v思考:動能的表達(dá)式EK=?mv?mv2?mv3?m2v?物體有動能，能對外做功。l思考1：設(shè)質(zhì)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(guān)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(shù)學(xué)家萊布尼茲提出用mv2來量度機(jī)械運動，并取名為“活力”。1807年，英國物理學(xué)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(xué)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(jì)中葉，隨著能量概念的廣泛使用，英國科學(xué)家開爾文才把mv2/2定義為動能。4.標(biāo)矢性：焦耳(J)2.表達(dá)式：1.定義：一、動能物體由于運動而具有的能量12mv2Ek=3.單位：標(biāo)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(shè)質(zhì)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(guān)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(nèi)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(yīng)初末位置，功對應(yīng)整個過程。①合力做正功，即W合＞０，Ek增大；合力做負(fù)功，即W合＜０，Ek減小。N【典例1】一質(zhì)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(nèi)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(yīng)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(fù)功，即W合＜０，Ek減小。②EK1、EK2對應(yīng)初末位置，功對應(yīng)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(shù)為μ=1/15，今有質(zhì)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(nèi)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(shè)置一個能測外力做功及速度的裝置(1)恒力做功:1.實驗?zāi)康?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(shù)來表達(dá)。這種處理方法叫倍增法。實驗：探究功與速度變化的關(guān)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(shè)置一個能測外力做功及速度的裝置(1)恒力做功:1.實驗?zāi)康?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(guān)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(shè)置一個能測外力做功及速度的裝置(1)恒力做功:1.實驗?zāi)康?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(guān)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(shè)置一個能測外力做功及速度的裝置(1)恒力做功:1.實驗?zāi)康?2.探究思路:①m<<M②平衡摩擦力實驗：探究功與速度變化的關(guān)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(zhì)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(guān)系三、實驗：驗證動能定理3.實驗器材:1.實驗?zāi)康?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(jìn)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(guān)系三、實驗：驗證動能定理5.數(shù)據(jù)處理三、實驗：驗證動能定理5.數(shù)據(jù)處理結(jié)論:W∝V2

注意:物體是從靜止開始

WWWW結(jié)論：W∝V2

注意：物體是從靜止開始的

5.數(shù)據(jù)處理①橡皮筋的長度、粗細(xì)不一，使橡皮筋對小車的拉力與橡皮筋的條數(shù)不成正比。②平衡摩擦力不適當(dāng)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(zhǔn)也會帶來誤差。④作圖描點不準(zhǔn)帶來誤差。三、實驗：驗證動能定理課堂小結(jié)二、動能定理三、實驗：驗證動能定理一、動能4.標(biāo)矢性:2.表達(dá)式:1.定義:3.單位:1.內(nèi)容:2.公式:3.步驟:3.實驗器材:1.實驗?zāi)康?2.探究思路:4.實驗步驟:5.數(shù)據(jù)處理6.誤差分析課堂練習(xí)【練習(xí)1】如圖所示，小鄭同學(xué)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(shè)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(xí)2】兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比m1:m2=1:4，在萬有引力作用下繞地球運轉(zhuǎn)。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(xí)【練習(xí)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(xí)【練習(xí)