第3节 动能和动能定理-2022-2023学年高一物理轻松备课课件（人教版2019必修第二册）.pptx

第3节 动能和动能定理运动的物体而具有能量运动的物体而具有能量3.表达式：质量m和速度v2.相关因数：1.定义：一、动能 物体由于运动而具有的能量那动能究竟和它们具体是什么关系呢？那动能究竟和它们具体是什么关系呢？mvmvmvmv2 2m m2 2v vmvmv3 3第3节 动能和动能定理实验：探究功与速度变化的关系 问题1：是什么改变箭、铅球运动速度？力对物体做功可以改变物体运动速度问题2：力对物体做的功与速度的变化有什么样的关系？外力做功与物体速度变化的关系设置一个外力对物体做功的装置1.恒力做功:一.探究目的二.探究思路Fmgmg光滑桌面光滑桌面F FFFmg-F=maM若若mFFM倾斜斜面平倾斜斜面平衡摩擦力衡摩擦力若mM 平衡摩擦力实验：探究功与速度变化的关系A AB B2.变力做功：拉伸长度相同，保证每次橡皮筋做功相同如果一条橡皮筋对小车做功为W，则两条橡皮筋做功为2W，三条为3W，依次类推，每次做功都可以用W的倍数来表达这种处理方法叫倍增法外力做功与物体速度变化的关系一.探究目的实验：探究功与速度变化的关系设置一个外力对物体做功的装置1.恒力做功:二.探究思路若mM 平衡摩擦力Gf斜面法平衡摩擦力斜面法平衡摩擦力小车能够小车能够匀速运动匀速运动！思考：小车在运动中，只有橡皮筋的拉力做功吗？F Ff fFNF F木板、小车、橡皮筋(若干）、打点计时器、电源、纸带、钉子等三.实验器材平衡摩擦力2.变力做功：拉伸长度相同，保证每次橡皮筋做功相同外力做功与物体速度变化的关系一.探究目的实验：探究功与速度变化的关系设置一个外力对物体做功的装置1.恒力做功:二.探究思路若mM 平衡摩擦力 思考：小车在平衡摩擦力后在橡皮条的作思考：小车在平衡摩擦力后在橡皮条的作用下做什么性质的运动？用下做什么性质的运动？先加速运动，再匀速运动先加速运动，再匀速运动 纸带上的点，间距并不都是均匀的，应该采纸带上的点，间距并不都是均匀的，应该采用什么样的点来计算小车速度，为什么？用什么样的点来计算小车速度，为什么？取点迹清晰，间距较大且点距相等的一段，求取点迹清晰，间距较大且点距相等的一段，求出出点距相等一段的点距相等一段的平均速度平均速度，即为小车匀速运动的速度，即为小车匀速运动的速度，即小车加速后获得的速度。

即小车加速后获得的速度1按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力；2先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理好纸带，接通电源，释放小车；3换用纸带，改用2条、3条同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同；4由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功计为W，第2次，第3次计为2W，3W 四.实验步骤三.实验器材一.探究目的实验：探究功与速度变化的关系二.探究思路五.数据处理-画w-v曲线五.数据处理-画w-v曲线WWWW结论：结论：W WV V2 2 注意：物体是从静止开始的注意：物体是从静止开始的 1、橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋对小车的拉力与橡皮筋的条数不成正比2、平衡摩擦力不适当六.误差分析3.利用纸带确定物体的速度时，点间距测量不准也会带来误差4.作图描点不准带来误差l 设质量为 m 的某物体在光滑水平面上运动，在推力F 的作用下发生一段位移L，速度由 v1 增加到v2，如图所示试寻求这个过程中力 F 做的功W与v1、v2 的关系？v1v2FLWF=FLF=F合合L=WF=ma=v22-v122av22-v122a12mv1212mv22=ma5.标矢性：焦耳(J)3.表达式：物体的质量m和速度v2.相关因数：1.定义：一、动能 物体由于运动而具有的能量12mv2Ek=4.单位：动能是标量，只有正值注意：具有相对性，一般以地面为参考系具有瞬时性，状态量，第3节 动能和动能定理回顾历史-动能概念的建立 1686年，著名的德国数学家莱布尼兹提出用mv2来量度机械运动，并取名为“活力”。

1807年，英国物理学家托马斯.杨指出运动的功效，是力的作用，但不能和力本身混淆在一起，他提出了“能”的概念1829年，法国物理学家科里奥利首次利用mv2/2代替一直使用的mv2，并且提出了“功”的概念直到19世纪中叶，随着能量概念的广泛使用，英国科学家开尔文才把mv2/2定义为动能l 设质量为 m 的某物体在粗糙水平面上运动，在推力F 的作用下发生一段位移L，物体所受的摩擦力为f速度由v1 增加v2，如图所示试寻求这个过程中力 F、f合力做的功与v1、v2 的关系？v1v2LW合合=(F-f)L F-f=F合合L=W合合=ma=v22-v122av22-v122a12mv1212mv22=maFf二.动能定理1.内容:合力对物体做的功等于物体动能的变化量2.公式:W合=12mv2212mv12=Ek2-Ek1注意:=Ek2动能是状态量，对应物体的某个位置，功是过程量动能定理适应于直线运动、曲线运动；适用于恒力做功、变力做功一.动能第3节 动能和动能定理mg例1.一质量为m的物体，在水平拉力F作用下在水平面上由静止开始运动，物体与地面的动摩擦因素，物体在地面上运动了一段位移L，求此时物体的速度？FL解解：mgFNfFNf=FL+(-mgL)=12mv2-0得得：V=受力分析如图所示：受力分析如图所示：F-f=ma L=v2-02a由动能定理由动能定理WF+Wf=EK得得：V=例2.一质量为m的物体，在斜向上的拉力F作用下在水平面上由静止开始运动，其方向与水平方向成，物体与地面的动摩擦因素，物体在地面上运动了一段位移L，求此时物体的速度？FL解：解：mgFNfFNFN=f=mg-Fsinf=(mg-Fsin)FLcos+(-(mg-Fsin)L)=12mv2-0得得：V=Fcos-f=ma L=v2-02a由动能定理由动能定理WF+Wf=EK得得：V=牛二：牛二：二.动能定理1.内容：2.公式：一.动能3.步骤(1)受力分析(2)分析做功 (3)正交分解(4)列方程求解第3节 动能和动能定理 例3：一小球从一四分之一的光滑圆弧轨道静止滑下，如图所示，其半径为R.求小球滑倒低端时的速度的大小Rv解解：12mv20得：得：V=2gR由动能定理由动能定理WG+WFN=EKmgmgR+FNv0=受力分析如图所示：受力分析如图所示：例例4.4.如图如图4 4所示，所示，ABAB为为1/41/4圆弧轨道，半径为圆弧轨道，半径为R R=0.8m=0.8m，BCBC是水平轨道，长是水平轨道，长l=3m=3m，BCBC处的摩擦系数为处的摩擦系数为=1/15=1/15，今，今有质量有质量m m=1kg=1kg的物体，自的物体，自A A点从静止起下滑到点从静止起下滑到C C点刚好停止。

点刚好停止求物体在轨道求物体在轨道ABAB段所受的阻力对物体做的功段所受的阻力对物体做的功多过程解解：ABCRmgFNfmgFN/f/A-B mgR+Wf-mgl=-0mgR+得得：Wf=求求AB段克服摩擦力的功段克服摩擦力的功W克克f=0-06J12mv2B-C0-12mv2-6JA-CWf+(-mgl)=得得：Wf=-6J。