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动能和动能定理
【学习目标】
1.通过设计实验探究功与物体速度的变化关系.
2 .明确动能的表达式及含义.
3 .能理解和推导动能定理.
4 .掌握动能定理及其应用.
【要点梳理】
要点一、探究功与速度变化的关系
要点诠释:
1.探究思路
让小车在橡皮绳的弹力下弹出,沿木板滑行。由于橡皮绳对小车做功,小车可以获得速度,小车的速
度可以通过打点计时器测出。这样进行若干次测量就可以得到多组数据,通过画图的方法得出功与速度的
关系。
2. 操作技巧
(1)功的变化我们可以通过由一根橡皮绳逐渐增加到若干根的方法得到。
(2)要将木板倾斜一定角度,使小车在木板上沿斜面向下的重力的分力与其受的摩擦力相等,目的是让
小车在木板上可以做匀速直线运动。
3.数据的处理
以单根橡皮绳做的功为横坐标,以速度的平方为纵坐标描点连线,画出图象。
4.实验结论
画出 2 图象,图象为直线,即 2 。
W − v W v
要点二、动能、动能的改变
要点诠释:
1.动能:
(1)概念:物体由于运动而具有的能叫动能.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.
1 2
(2)定义式:Ek mv ,v 是瞬时速度.
2
(3)单位:焦(J).
(4)动能概念的理解.
①动能是标量,且只有正值.
②动能具有瞬时性,在某一时刻,物体具有一定的速度,也就具有一定的动能.
③动能具有相对性,对不同的参考系,物体速度有不同的瞬时值,也就具有不同的动能,一般都以地
面为参考系研究物体的运动.
2.动能的变化:
动能只有正值,没有负值,但动能的变化却有正有负.“变化”是指末状态的物理量减去初状态的物
理量.动能的变化量为正值,表示物体的动能增加了,对应于合力对物体做正功;动能的变化量为负值,
表示物体的动能减小了,对应于合力对物体做负功,或者说物体克服合力做功.
要点三、动能定理
要点诠释:
(1)内容表述:外力对物体所做的总功等于物体功能的变化.
(2)表达式: ,W 是外力所做的总功, 、 分别为初、末状态的动能.若初、末速
W E =− E E E
k k k k
2 1 1 2
1 2 1 2
度分别为v 、v ,则E mv ,E mv .
1 2 k 1 k 2
1 2 2 2
(3)物理意义:
动能定理揭示了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系,即外力对物体做的总功,对应着
物体动能的变化.变化的大小由做功的多少来量度.动能定理的实质说明了功和能之间的密切关系,即做
功的过程是能量转化的过程.等号的意义是一种因果关系的数值上相等的符号,并不意味着“功就是动能
增量”,也不是“功转变成动能”,而是“功引起物体动能的变化”.
(4)动能定理的理解及应用要点.
动能定理虽然可根据牛顿定律和运动学方程推出,但定理本身的意义及应用却具有广泛性和普遍性.
①动能定理既适用于恒力作用过程,也适用于变力作用过程.
②动能定理既适用于物体做直线运动情况,也适用于物体做曲线运动情况.
③动能定理的研究对象既可以是单个物体,也可以是几个物体所组成的一个系统.
④动能定理的研究过程既可以是针对运动过程中的某个具体过程,也可以是针对运动的全过程.
⑤动能定理的计算式为标量式,v 为相对同一参考系的速度.
⑥在W E =− E 中,W 为物体所受所有外力对物体所做功的代数和,正功取正值计算,负功取负
k k
2 1
值计算;Ek −Ek 为动能的增量,即为末状态的
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