高二物理外力做功省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎?wù)n件

4.3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系1/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

知識回顧：1、怎樣了解功效關(guān)系？2、怎樣了解“功是能量轉(zhuǎn)化量度”？3、什么叫動能？物體動能大小與哪些原因相關(guān)？4、動能表示式是怎樣？表示式中速度是指平均速度還是瞬時速度？5、怎樣計算重力所做功？2/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

“陸戰(zhàn)之王”新“殺手”：“動能導(dǎo)彈”亮相美軍

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美軍“動能導(dǎo)彈”速度到達(dá)了1524m/s，彈頭不采取炸藥和引信，只裝備一枚硬度極高“鎢長桿穿透器”。從發(fā)射到擊中目標(biāo)飛行時間在5秒鐘之內(nèi)。能夠穿透當(dāng)前全部裝甲系統(tǒng)。

從科學(xué)意義上講，動能導(dǎo)彈原理并不復(fù)雜，如同隕石能擊穿地球表面石頭，只不過因為動能很大而已！

那么，怎樣取得很大動能呢？動能改變和做功有什么樣定量關(guān)系呢？

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1、出站列車，速度越來越快，它動能為何增加？2、進(jìn)站列車，速度越來越慢，它動能為何降低？從做功角度談一談以下問題：3、勻速行駛列車，它動能為何不變？想一想動能改變應(yīng)該是由什么力功決定？5/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

猜一猜

物體動能改變與合外力對它做功可能存在什么樣定量關(guān)系？試驗?zāi)繕?biāo)

探究合外力做功與物體動能改變關(guān)系？6/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

試驗策劃1、試驗需要測量哪些物理量？2、有哪幾個物理量會極難測量？3、怎樣設(shè)計一個最簡單試驗來進(jìn)行研究？試驗方法

利用打點計時器研究自由落體運動中重力做功與物體動能改變關(guān)系？7/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

試驗原理和數(shù)據(jù)1、重力做功：2、動能改變：3、質(zhì)量m不用測量——h用刻度尺測量——v用計算8/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

試驗步驟試驗器材打點計時器、紙帶、重錘、鐵架臺、刻度尺1、把打點計時器按裝在鐵架臺上。2、把紙帶一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過計時器限位孔，用手豎提起紙帶使重錘?？吭谟嫊r器附近。3、接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落。4、重復(fù)三次，挑選點跡清楚紙帶使用。9/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

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數(shù)據(jù)及計算試驗結(jié)論：Ⅲ(OC)0.304m0.7800.305m3.11Ⅱ(0B)0.171m0.5850.172m1.75Ⅰ(OA)動能增量ΔEk(J)末速度v(ms-1)重力做功W(J)下落距離h(cm)過程4.87設(shè)重錘質(zhì)量為mOACB1.753.114.870.77在誤差允許范圍內(nèi)，能夠認(rèn)為外力對物體所做功等于物體動能改變。11/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

誤差分析1、本試驗中系統(tǒng)誤差主要起源是什么？2、為何重力做功總是略大于重錘動能增量？

計算時所選計數(shù)點應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離紙帶上第一點，以減小測量和計算誤差。另外要注意：12/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

理論推導(dǎo)一

如圖所表示，質(zhì)量為m物體，在一恒定拉力F作用下，沿光滑水平面以速度v1開始運動，經(jīng)位移s后速度增加到v2，你能否依據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式導(dǎo)出合外力所做功與物體動能改變關(guān)系？v1v2FsFm13/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

合外力對物體做功：依據(jù)牛頓第二定律：由運動學(xué)公式：變形得：聯(lián)立各式得：即：合外力對物體所做功等于物體動能改變。14/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

理論推導(dǎo)二

上題中，如物體還受一恒定摩擦力f作用，合外力對物體所做功與物體動能改變又有什么關(guān)系？15/29W=Fs－fs

即W=§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

理論推導(dǎo)二16/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

動能定理1、內(nèi)容合外力對物體所做功等于物體動能改變。2、公式3、說明⑵、當(dāng)合外力對物體做正功時，W>0，Ek2>Ek1，動能增加；當(dāng)合外力對物體做負(fù)功時，W<0，Ek2<Ek1，動能減小。⑴、W表示協(xié)力功，Ek1、Ek2分別表示物體在初、末狀態(tài)動能。Ek1、Ek2位置不能交換！或者17/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

例1、一架飛機(jī)，質(zhì)量m=5.0×103Kg，起飛過程中從靜止開始滑行旅程為S=5.3×102m時，到達(dá)起飛速度v=60m/s。在此過程中飛機(jī)受到平均阻力是重量0.02倍，求飛機(jī)受到牽引力?由(F-f)s=mV2/2得1.7×104N18/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

動能定了解題基本步驟：1、選取研究對象和過程。2、分析各力做功情況并求出總功。（受力分析）3、確定初、末狀態(tài)動能。（運動分析）4、用動能定理列方程求解。提醒：

動能定理不但適合用于恒力做功，也適合用于變力做功；不但適合用于直線運動，也適合用于曲線運動。19/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

例2：如圖所表示，質(zhì)量為m物體在水平恒力F作用下，由靜止開始前進(jìn)s1后撤去F，物體與水平面摩擦力為f，物體從開始到最終停頓運動位移是多少？Ffs1svf12320/29方法一：分段法解：依據(jù)動能定理，物體從狀態(tài)1至狀態(tài)2過程，有（F－f）s1=mv2/2－0①物體從狀態(tài)2至狀態(tài)3過程，有－f(s－s1）=0－mv2/2②聯(lián)立①、②得Fs1－fs=0即s=Fs1/f方法二：整體法解：全程利用動能定理列方程：

Fs1－fs=0

得：s=Fs1/f小結(jié)：優(yōu)先使用整體法21/29練習(xí)1：物體從高出地面H處自由落下，不計空氣阻力，落至地面掉入沙坑h停頓，求物體在沙坑中受到平均阻力是其重力多少倍？Hh解法一：分段法自開始下落至與沙坑接觸前：

mgH=mv2/2－0⑴接觸沙坑至靜止：（mg－F）h=0－mV2/2⑵

聯(lián)立得：F/mg=（H＋h）/h解法二：整體法從開始下落至最終靜止：mg（H＋h）－Fh=0解得：F/mg=（H＋h）/h22/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

1、一個物體沿著高低不平曲面做勻速率運動，在下面幾個說法中，正確是：()A、動力做功為零B、阻力做功為零C、動力做功與阻力做功代數(shù)和為零D、協(xié)力做功為零CD練習(xí)23/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

2、關(guān)于做功和物體動能改變關(guān)系,不正確是()A、只有動力對物體做功，物體動能增加B、只有物體克服阻力做功，它動能降低C、外力對物體做功代數(shù)和等于物體末動能與初動能之差D、動力和阻力都對物體做功，物體動能一定改變D24/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

4、某人用手將1kg物體由靜止向上提起1m，這時物體速度為2m/s，則手對物體做功是__________3、一物體在外力作用下速度由零到達(dá)v，做功為W1；另一物體速度由v變到2v，做功為W2，則W1∶W2=__________1：312J25/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

5、以下關(guān)于運動物體所受合外力、合外力做功和功效改變關(guān)系正確是：()A、假如物體所受合外力為零，那么，合外力對物體做功一定為零B、假如合外力對物體所做功為零，則合外力一定為零C、物體在合外力作用下作變速運動，動能一定改變D、物體動能不變，所受合外力必定為零A26/296、以下說法正確是（）A、協(xié)力對物體做功越多，物體動能就越大B、外力對物體做功代數(shù)和等于物體末動能與初動能之差。C、物體作勻速圓周運動時，協(xié)力一定不做功。D、物體運動過程中受協(xié)力不為零，則它動能一定改變。E、物體運動過程中受協(xié)力不為零，則它速度一定改變?！?·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

BCE27/29§4·3探究外力做功與物體動能改變關(guān)系

7、質(zhì)點在恒力作用下，從靜止開始作直線運動，則質(zhì)點動能（）A、與它經(jīng)過位移成正比B、與它經(jīng)過位移平方成正比C、與它運動時間成正比D、與它運動時間平方成正比AD28/29qq紅包群/qq紅包群vag71wdv拿出來耿老爹托他帶書信，說：“耿弟兄托俺捎書信回來。他和娃娃們都很好，叫你放心！”郭氏剛接過書信，耿蘭和妞兒就喘著氣跑回來了。劉氏提著半籃子水果，裴氏抱著一顆西瓜也緊跟著進(jìn)了堂屋。郭氏說：“俺這里西瓜和水果多著呢！你們看俺，都不曉得怎么招待這位張大哥了！”郭氏說著，把書信放在桌子上就要去切西瓜洗水果。耿蘭趕快踮起腳，伸出小手把書信摸到了手里。只見她把書信拿下來之后，先是雙手捧在面前仔細(xì)地看了看，然后又努起小嘴兒親一親，讓張老鄉(xiāng)看著眼眶直發(fā)燒。他伸手?jǐn)r住準(zhǔn)備切西瓜洗水果郭氏，說：“弟妹別忙，你聽俺說話。這個女娃就是耿蘭了？和她姐姐長得可真像哇！”“你見著她姐姐和哥哥們了？”“見著了，都見著了。這么吧，耿弟兄還惦念著他老岳父和老岳母呢！要不咱們?nèi)ダ先思夷抢镌偌?xì)說？”“好好好，咱們?nèi)?，咱們?nèi)?。俺爹娘也老在念叨他們呢！”大家出來，郭氏鎖了院門兒。耿蘭拿著爹爹捎回來書信，蹦蹦跳跳往姥娘家去了。郭氏回頭對劉氏和裴氏說：“那俺們先去俺娘家啦！”妞兒也要跟著去，被劉氏拉住了，說：“俺們和你爹，你哥哥他們一會兒再去！”劉氏和裴氏站在路邊高興地?fù)]手道別。劉氏說：“俺們大家一會子都過去和這位張大哥敘話??！”裴氏說：“你們快去哇，俺們大家伙兒吃罷飯再去敘話！這位張大哥，真是辛勞了呢！”很快就到郭氏娘家了。耿蘭一跑進(jìn)姥娘家院門兒就高舉著爹爹捎回來書信喊起來：“姥娘姥爺，俺爹捎書信回來啦！”兩位老人正在院子里翻曬糧食，猛然間聽到耿蘭高興喊叫聲，倒不知道說什么好了。倆老人都愣愣地停下手來，幾乎同時脫口問道：“什么？你爹捎書信回來啦？”耿蘭把書信舉到姥爺面前，撒著嬌說：“姥爺，你快讀給俺聽嘛！”郭氏和張老鄉(xiāng)也進(jìn)來了。郭氏強(qiáng)忍著激動，聲音顫動地說：“爹，娘，這位張大哥捎回書信來了！”張老鄉(xiāng)趕忙拱手施禮，說：“大伯大嬸好！耿弟兄在外，很惦念二位老人家呢?！贝蠹颐Σ坏匕褟埨相l(xiāng)讓到