教科版高中物理必修第二册精品课件 第四章 机械能及其守恒定律 3 动能 动能定理.ppt

3动能动能定理第四章

内容索引0102基础落实?必备知识全过关重难探究?能力素养全提升03学以致用?随堂检测全达标

课标要求1.通过力对物体做功的分析确定动能的表达式,加深对功能关系的理解。(物理观念)2.能够从功的表达式、牛顿第二定律与运动学公式中推导动能定理。(科学探究)3.理解动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象或者解决实际问题。(科学思维)

基础落实?必备知识全过关

一、动能动能定理1.能量:一个物体能够对其他物体做功,我们就说这个物体具有能量。2.动能(1)定义:物体由于运动而具有的能量。?(2)表达式:Ek=mv2。?(3)单位:与功的单位相同,国际单位为J。?1J=1N·m=1kg·m2/s2。

3.动能定理(1)理论推导:如图所示,在光滑的水平面上,一个质量为m的物体在恒定拉力F的作用下发生一段位移x,速度由v1增大到v2,则(2)表达式:①W=Ek2-Ek1。?②W=ΔEk。?

易错辨析判一判(1)某物体的速度变为原来的2倍,它的动能也变为原来的2倍。(×)解析由Ek=mv2知,某物体的速度变为原来的2倍,它的动能变为原来的4倍。(2)一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化。(√)(3)物体所受合力做正功,则它的动能一定增加。(√)

合格考试练一练1.如图所示,无人机以v0=2m/s的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球(可视为质点)。此时释放点到水平地面的距离h=20m,空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s2。小球被释放后,在空中运动过程中,其动能将(A)A.越来越大 B.越来越小C.保持不变 D.先减小,再增大解析小球释放后在空中做平抛运动,运动的速度越来越大,由动能Ek=mv2,其动能也越来越大,故选A。

2.质量为0.2kg的物体在竖直向上、大小为6N的拉力作用下由静止开始向上运动,g取10m/s2,物体上升2m时的动能为(B)A.4J B.8J C.10J D.16J解析由动能定理可得,物体上升2m时的动能为(F-mg)h=Ek-0,代入数据解得Ek=8J,A、C、D错误,B正确。

二、动能定理的实验证明方案1(1)实验装置:应用必修1中“探究a与F、m之间的定量关系”的实验装置,如图所示。

(2)实验原理:把滑轮下挂的砝码及砝码盘所受的总重力视为对小车的拉力,测量拉力F与小车质量m,通过分析纸带上的点迹,计算出小车在各计数点间运动的过程中拉力F对它做的功W以及该过程中增加的动能,如果二者在误差允许范围内相等,则验证了在这个过程中外力对小车做的功等于它的动能的增量。?方案2使用数据实时采集系统进行验证。

合格考试练一练1.(多选)如图所示,在“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验中,与小车相连的足够长的且穿过打点计时器的一条纸带上的点的间距明显不均匀,右端间距小,左端间距大,下列说法正确的是(BC)A.若左端与小车相连,可能平衡摩擦力时,木板倾斜度太大B.若右端与小车相连,可能平衡摩擦力时,木板倾斜度太大C.若左端与小车相连,可能小车有一定的初速度,实验前忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力D.若右端与小车相连,可能小车运动前忘记或没有完全平衡摩擦力

解析若纸带左端与小车相连,从纸带间距可以判断小车做减速运动,小车有一定的初速度,减速原因可能是忘记或没有完全平衡摩擦力,A错误,C正确。若纸带右端与小车相连,小车一直做加速运动,说明可能平衡摩擦力时,倾角太大,B正确,D错误。

2.(2022四川成都新都一中高一期末)某实验小组用如图甲所示的装置“研究合外力做功与动能变化的关系”。实验中将木板的一端垫高平衡小车受到的摩擦力,将砝码和托盘的重力大小视作细绳对小车的拉力大小。接通电源,释放小车,打出如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取连续三个打下的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为xA、xB、xC。已知砝码和托盘的质量为m,小车的质量为M,重力加速度大小为g,打点计时器打点的周期为T。甲乙

(1)从打下O点到打下B点的过程中,合外力对小车做的功为W合=,在打下B点时小车的动能为EkB=。(均用题干中已知字母表示)?(2)若平衡摩擦力时木板倾角过大,则(1)中的W合将(选填“大于”“等于”或“小于”)EkB。?(2)若平衡摩擦力时木板倾角过大,则重力下滑分力大于摩擦力,小车动能变大,故W合将小于EkB。

重难探究?能力素养全提升

探究一对动能及动能变化的理解【情境探究】如图所示为古代战争中攻击城门的战车的模型图。战车上装有一根质量很大的圆木,士兵们推着战车以很大的速度撞击城门,可以轻而易举地将城门撞