外力做功与动能变化的关系.pptVIP

1-75 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系 【温故而知新】 做功过程的实质就是能量变化的过程。 重力势能的变化是由重力做功引起的； 弹性势能的变化是由弹力做功引起的。 那么： ⑴物体动能的变化是由什么力做功引起的？ ⑵动能的变化在数值上是否也等于某个力做的功？ 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系 h 【探究目标】 外力做功与物体动能变化的关系 【实验方法】 测定做自由落体运动的物体在下落h时的速度v，通过比较重力做功WG和此时的动能EK得出外力做功与物体动能变化的关系。 【实验要点】 瞬时速度的计算： 一.探究与思考 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系 【实验数据记录与分析】 【实验结论】 ——在实验误差范围内，外力做的功等于物体动能的改变。 即： 【实验误差分析】 造成本实验误差的主要原因——摩擦力 【实验思考】 ——你是否可以设计出其他实验方法？ 【提示】 ——只要设计出一种简单的直线运动，即可推出同样的结论。 【理论分析与论证】 质量为m的物体，在一恒定拉力F的作用下，以速度v1开始沿水平面运动，经位移s后速度增加到v2，已知物体与水平面之间的摩擦力恒为f，试导出外力做功与物体动能变化的关系。 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系 即：W外=EK2－EK1=△EK 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系 二.动能定理 ——合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。 即：W外=EK2－EK1=△EK 【说明】 1.合外力的功等于各外力的功之和； 2.动能定理反映了力对空间累积的效果，揭示了物体动能变化的原因是外力的功。 3.动能定理的特点是不追究全过程中的运动性质和状态变化细节，对于求解变力、曲线运动中的功以及复杂过程中的功能转化，动能定理都提供了方便。 4.动能定理建立了过程量与状态量之间的关系，为物理问题的研究提供了方法。 【例题】质量为m的物体在水平恒力的作用下，由静止开始前进s1后撤去力F，物体与水平面间的摩擦力恒为f，求物体从开始运动到最终停止共发生了多大的位移？ 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系 【解法一】牛顿第二定律+运动学公式 【解法二】分段应用动能定理 【解法三】整体应用动能定理 【答案】 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系 【应用动能定理解题的一般步骤】 1.确定研究对象，明确它的运动过程； 2.分析物体在运动过程中的受力情况，明确各个力是否做功，是正功还是负功； 3.明确起始（初）状态和终了（末）状态的动能（可分段、亦可对整个运动过程） 4.根据动能定理布列方程： 【例题】汽车以速度v=10m/s在水平路面上行驶，车与路面的摩擦因数为0.4，问汽车刹车后汽车还能运动多远？ 【答案】12.5m 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系 【解法一】牛顿第二定律+运动学公式 【解法二】应用动能定理 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系 【例题】质量为m=5kg的小球，从高H=5m的位置自静止落下，掉入沙中并陷入h=0.25m，求小球在沙中所受到沙子的平均阻力？ 【方法一 】分过程进行 【方法二】设球在沙中受到的阻力为f， 对整个过程应用动能定理有： 【例题】从高为h处水平抛出一个质量为m的小球，落地点与抛出点水平距离为s，求抛球时人对小球做的功。 【答案 】 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系