教科版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010203自主预习新知导学合作探究释疑解惑课堂小结04随堂练习

课标定位素养阐释1.理解动能的概念,会应用动能定理解决问题。2.掌握动能定理实验证明的实验原理和实验方法。1.通过动能、动能定理的学习,培养科学思维能力。2.通过验证动能定理,培养实验探究能力。

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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:物体由于运动而具有的能量叫作动能。3.动能表达式Ek=mv2。(1)表达式中的速度是瞬时速度。(2)动能是标量(选填“标量”或“矢量”),是状态(选填“状态”或“过程”)量。

4.影响物体动能大小的因素有哪些?动能会出现负值吗?提示：动能是由于物体的运动而具有的能量,它的大小与物体的质量和运动速度有关。由于动能的计算式为mv2,故由此算出的动能不会出现负值。

5.动能定理的推导如图所示,物体质量为m,在水平恒力F作用下沿光滑水平面前进位移x,速度从v1增加到v2,若物体的加速度为a,此过程下做的功为W。

6.动能定理的内容:合外力所做的功等于物体动能的变化。7.表达式(1)W=。(2)W=Ek2-Ek1=ΔEk。8.动能定理的应用动能定理不仅适用于恒力做功和直线运动,也适用于变力做功和曲线运动。

二、动能定理的实验证明方案一: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,计算小车在打下各计数点时的瞬时速度,进而计算出小车运动到打下各计数点过程中拉力F对它做的功W以及该过程中增加的动能ΔEk,然后比较W与ΔEk。

方案二:使用数据实时采集系统进行验证。在小车上固定一个无线力传感器以及位移传感器的发射器,在它的对面固定位移传感器的接收器,并连接到计算机上。位移传感器可以连续测量多组小车位置的数据,并由计算机计算出小车经过各点时的瞬时速度的值。力传感器则可以测量各时刻小车受到的拉力,数据实时采集系统把它们都采集后传给计算机,输入相应的公式即可计算得出各段时间内拉力所做的功以及相应时间段的始末速度,从而验证这个过程中动能定理是否成立。

【思考讨论】1.判断下列说法的正误。(1)两个物体中,速度大的动能一定大。()(2)某物体的速度加倍,它的动能也加倍。()(3)做匀速圆周运动的物体的动能保持不变。()(4)动能定理表达式中,等号的左边一定是合外力做的功。()(5)动能定理只适用于做匀变速直线运动的物体。()(6)动能的改变量指的是物体末状态的动能减初状态的动能。()×××√√√

2.某物体的速度变化了,其动能是否一定发生变化?合外力是否一定做功?提示：物体的速度变化有三种情景:(1)速度大小不变,方向改变。(2)速度大小变化,方向不变。(3)速度大小和方向同时变化。对于情景(1)则物体的动能不变,由动能定理知合外力不做功;对于情景(2)、(3)则物体的动能一定发生变化,由动能定理知,合外力一定做功。3.一个物体的速度从0增大到v,外力对物体做功为W1;速度再从v增大到2v,外力做功为W2,则W1和W2的关系是什么?提示：

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知识点一动能动能定理【问题引领】高速列车出站时加速,进站时减速,这两个过程合外力分别做什么功?列车的动能如何变化?提示：加速出站时合外力做正功,动能增大;减速进站时合外力做负功,动能减小。

【归纳提升】1.动能变化量的理解(1)表达式:ΔEk=Ek2-Ek1。(2)物理意义:ΔEk0,表示动能增加;ΔEk0,表示动能减少。(3)变化原因:力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合力做正功,动能增加,合力做负功,动能则减少。

2.动能定理的理解(1)表达式:W=ΔEk=Ek2-Ek1,式中的W为合外力对物体所做的总功。(2)研究对象及过程:动能定理的研究对象可以是单个物体,也可以是相对静止的系统。动能定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段,也可以是运动全过程。(3)普遍性:既适用于恒力做功,也适用于变力做功;既适用于物体做直线运动的情况,也适用于物体做曲线运动的情况。画龙点睛动能定理实质:揭示了力对物体做的总功与物体动能变化的关系。

【典型例题】【例题1】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力的。求飞机受到的牵引力。(g取10m/s2)答案：1.8×104N

方法归纳(1)如果问题中已知空间关