鲁科版物理必修二21动能的改变教学12.ppt

* 第1节动能的改变 实验数据处理 问题：能否从理论上研究做功与物体速度变化的关系呢？ 理论探究 物理情景：给质量为m的物体施加一个恒力F，使物体在光滑的水平面上做匀加速直线运动，在物体发生位移l的过程中，力F对物体做功W，物体的速度由v1变为v2 提出问题：恒力F推动物体发生位移l的过程中，所做的功W与物体速度的变化间有什么关系呢？ F v1 F v2 l 提示： （1）力F对物体做多少功？ （2）从牛顿运动定律角度分析，力F多大？ （3）从运动学角度分析，物体的初、末速度和位移之间的关系？ 功的表达式为： 2.合外力做的功使物体的动能变化。 探究动能的表达式 1.合外力做的功等于 这个物理量的变化。 探究动能的表达式 1、动能：物体由于运动而具有的能量叫动能． 2 表达式： 3、物体的动能等于物体的质量与物体速度 的二次方的乘积的一半． 4、物理意义：描述运动状态的物理量，具有瞬时性 动能是标量，且恒为正值。 5 单位：焦耳( J ) 物理情景：设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下在粗糙水平面上，发生一段位移L，摩擦力大小为f。速度由v1增加到v2。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出合力对物体做功的表达式。 深入探究 l F v2 Ff F v1 Ff W合＝Ek2－Ek1 合力做的功 末态的动能 初态的动能 W合= - mv12 1 2 mv22 1 2 动能定理：合力对物体所做的功等于物体动能的变化。 1、合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1 ，动能增大 2、合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1 ，动能减小 动能定理 合力对物体所做的功的求解方法： 1.求出合力，再求位移，根据功的公式求解 2.求出各个力所做的功，再求代数和 W合＝Ek2－Ek1 过程量 状态量 状态量 既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于单个物体，也适用于多个物体；既适用于一个过程，也适用于整个过程。 动能定理的适用范围： 功是能量转化的量度 归纳总结 WG＝EP1－EP2 WF＝EP1－EP2 动能定理: 牛顿运动定律: 一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3×102m时，速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。 F合=F-F阻=F- kmg =ma ② 分别用牛顿运动定律和动能定理求解 a＝ 2l v2 由 v2－v02 =2al 得 ① 由动能定理得 由 ①②得F= + kmg 2l mv2 ∴F= + kmg 2l mv2 W合=（F-F阻）l =（F-kmg）l = mv2 1 2 例1 一质量为m、速度为v0 的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l 后停了下来。试求汽车受到的阻力。 动能定理： 牛顿运动定律： 由 v2－v02 =2al 得 ① a＝- 2l v02 由 ①②得F阻= 2l mv02 F合= 0 -F阻= ma ② W合= -F阻l = 0 - mv02 1 2 由动能定理得 ∴F阻= 2l mv02 分别用牛顿运动定律和动能定理求解 例2 * * * *