第三节1探究外力做功与物体动能变化的关系

1、复习思考复习思考 1、总结求功的方法？、总结求功的方法？ 2、动能的表达式：、动能的表达式： 3、功是、功是 的量度的量度 221=mvEk根据根据W=FSCOSa求功求功(适合求恒力的功适合求恒力的功) 一运动的物体具有动能一运动的物体具有动能, ,在有外力对它做功时在有外力对它做功时, ,物体的动物体的动能会发生变化吗？能会发生变化吗？一架飞机在牵引力的作用下（不计空气阻一架飞机在牵引力的作用下（不计空气阻力），在飞机起跑道上加速运动力），在飞机起跑道上加速运动牵引力对飞机做牵引力对飞机做什么功，飞机的动能将怎样变化？什么功，飞机的动能将怎样变化？ 在粗糙水平面上滑行的物体，克服摩擦力做在

2、粗糙水平面上滑行的物体，克服摩擦力做功功摩擦力对物体做什么功，物体的动能又将怎样变化？摩擦力对物体做什么功，物体的动能又将怎样变化？ 提出问题提出问题?做功做功与与物体动能的变化物体动能的变化之间有什么之间有什么关系呢？关系呢？提出问题提出问题（一）实验研究（一）实验研究探究外力做功与物体动能变化探究外力做功与物体动能变化的关系的关系利用物体由静止自由下落时利用物体由静止自由下落时, ,探究重力做功与动能的变化探究重力做功与动能的变化的关系的关系. .电火花打点计时器电火花打点计时器 纸带纸带 重锤重锤 铁架台铁架台 夹子夹子 刻度尺刻度尺(1)(1)把打点计时器把打点计时器竖直竖直安装安装在

3、铁架台上。在铁架台上。(2)(2)把纸带的一端固定在重把纸带的一端固定在重锤上锤上, ,另一端穿过打点计时另一端穿过打点计时器的器的限位孔限位孔, ,用手用手竖直竖直提起提起纸带使重锤停靠在计时器附纸带使重锤停靠在计时器附近。近。减少纸带与计时器的减少纸带与计时器的摩擦阻力摩擦阻力。(3)(3)先接通电源先接通电源, ,后松开纸后松开纸带带, ,让重锤让重锤自由下落自由下落。 打点计时器打点计时器夹子夹子（4）重复多次，挑选点清晰的纸带）重复多次，挑选点清晰的纸带; 从某点开始依此标上从某点开始依此标上0、1、2、3并以此测出各点到并以此测出各点到0点的距离点的距离: h01、 h02、 h0

4、3、 h04、 h05012534选择下落过程选择下落过程A、B两点，两点，出两点的出两点的和和ABhAB2A2BABmv21mv21mgh 2Thv13A hABAB0125342Thv35B 2AK1mv21E 2BK2mv21E 2A2Bkmv21mv21E tV中时SV 应用 算出各点的速度重力做功:WG =m. g.hAB 动能的变化: 比较比较WG 与与EK的大小的大小2A2Bmv21mv21 EK=EKB-EKA 因不需要知道动能和重力的功的因不需要知道动能和重力的功的具体数值，所以不需要测量重锤具体数值，所以不需要测量重锤m的质量的质量.测测hAB和算和算V，不用测质量，不用测

5、质量2A2BABmv21mv21mgh 实验结论：在实验误差允许范围内，合外力做的功等于物体动能的变化。即：即：W=EW=Ek k1 1、本实验中系统误差的主要来源、本实验中系统误差的主要来源是什么？是什么？2 2、为什么重力做的功总是略大于重、为什么重力做的功总是略大于重锤动能的增量？锤动能的增量？一、推导过程一、推导过程 质量为m的的物体在物体在恒定拉力F的作用下，以的作用下，以速度v1开始沿水平面运动，经开始沿水平面运动，经位移s后速度后速度增加到v2，已知已知摩擦力恒为f，试导出外力做功与物体动能变化的关系。2222122111()222vvaFf smvmvFsfma 1、内容：合外

6、力对物体所做的功等于物体动能的变化2、表达式：W=EK2-EK1当外力对物体做当外力对物体做正功时，末动能大于时，末动能大于初动能，物体的初动能，物体的动能增加；当外力对物体做当外力对物体做负功时，末动能小于时，末动能小于初动能，物体的初动能，物体的动能减少。 3、动能定理的意义：动能定理揭示了、动能定理的意义：动能定理揭示了外力做功与物体动能变化之间的定量外力做功与物体动能变化之间的定量的关系的关系外力做功是因外力做功是因;动能变化是果动能变化是果定理表明定理表明:外力对物体做了多少功就有外力对物体做了多少功就有多多 少其他形式的能量转化为动能少其他形式的能量转化为动能 4、应用动能定理解决

7、力学问题、应用动能定理解决力学问题1、常规题（匀变速直线运动）、常规题（匀变速直线运动）3、求变力做功问题、求变力做功问题2、多过程问题、多过程问题4、求解曲线运动问题等。、求解曲线运动问题等。（2 2）动能定理不仅适用恒力做功和直线运）动能定理不仅适用恒力做功和直线运动，同时也适用变力做功和曲线运动动，同时也适用变力做功和曲线运动（1）若问题中涉及到若问题中涉及到等物理量，考虑用动能定理！等物理量，考虑用动能定理！注：注：1.确定研究对象确定研究对象.2.分析受力情况和运动状态分析受力情况和运动状态.3.由动能定理列方程，由动能定理列方程，4.统一单位求解，讨论解的合理性统一单位求解，讨论解

8、的合理性.12KKEEW总求各力求各力的功的功初、末动初、末动能能1 1、动能定理内容：、动能定理内容：2 2、表达式：、表达式：合外力对物体所做的对物体所做的功等于物体等于物体动能的变化。注：动能定理不仅适用恒力做功和直线运动，同时也适用变力做功和曲线运动下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和功能变化的关系正确的是：和功能变化的关系正确的是：( )( )A A、如果物体所受的合外力为零，那么，合外、如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零力对物体做的功一定为零B B、如果合外力对物体所做的功为零，则合外、如果合外力对物体所做的功为

9、零，则合外力一定为零力一定为零C C、物体在合外力作用下作变速运动，动能一、物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变化定变化 D D、物体的动能不变，所受的合外力必定为零、物体的动能不变，所受的合外力必定为零A 质量为质量为20g20g的子弹，以的子弹，以300m/s300m/s的速度的速度水平射入厚度是水平射入厚度是10mm10mm的钢板，射穿后的速度的钢板，射穿后的速度是是100m/s100m/s，子弹受到的平均阻力是多大？，子弹受到的平均阻力是多大？常规题（恒力做功，匀变速直线运动）常规题（恒力做功，匀变速直线运动）lmfv0v例题例题某人从某人从12.5m12.5m的高楼顶突然向上抛出

10、一个的高楼顶突然向上抛出一个小球，不计空气阻力，小球脱手时的速度小球，不计空气阻力，小球脱手时的速度是是5m/s5m/s，小球的质量为，小球的质量为0.6kg0.6kg，则人对小，则人对小球所做功的大小是多少？（球所做功的大小是多少？（g=10m/sg=10m/s2 2) ) 瞬间力做功问题瞬间力做功问题 例：例：某同学从高为某同学从高为h h 处以速度处以速度v0 v0 水水平投出一个质量为平投出一个质量为m m 的铅球的铅球, ,求铅球落地求铅球落地时速度大小时速度大小( (不计空气阻力不计空气阻力) )。 铅球在空中运动时只有重力做功，铅球在空中运动时只有重力做功，动能增加。设铅球的末速

11、度为动能增加。设铅球的末速度为v v，由动能定理得：由动能定理得： 202mv21mv21mghghvv220v0vmg解得：解得：在在h h高处，以初速度高处，以初速度v v0 0斜向上方抛出一小球，不计斜向上方抛出一小球，不计空气阻力，小球着地时速度大小为（空气阻力，小球着地时速度大小为（ ）2122总mv21mv21W 不涉及不涉及物理运动过程中的物理运动过程中的加速度和时间加速度和时间，而，而只与只与物体的物体的初末状态有关初末状态有关，在涉及有关的力，在涉及有关的力学问题，学问题，优先应用动能定理优先应用动能定理。 求变力做功问题瞬间力做功问题求变力做功问题瞬间力做功问题 运动员踢球

12、的平均作用力为运动员踢球的平均作用力为200N,200N,把一个静把一个静止的质量为止的质量为1kg1kg的球以的球以10m/s10m/s的速度踢出的速度踢出, ,水水平面上运动平面上运动60m60m后停下后停下, ,则运动员对球做的功则运动员对球做的功? ?FS=60mvov=0如果运动员踢球时球以如果运动员踢球时球以10m/s10m/s迎面飞来迎面飞来, ,踢踢出速度仍为出速度仍为10m/s,10m/s,则运动员对球做的功为则运动员对球做的功为多少多少? ? 某人从距地面某人从距地面25m高处斜向上抛出一小高处斜向上抛出一小球，小球质量球，小球质量100g，出手时速度大小为，出手时速度大小为10m/s,落地时速度大小为落地时速度大小为16m/s，取，取g=10m/s2，试求：，试求：（1）人抛球时对小球做多少功？人抛球时对小球做多少功？（2）小球在空中运动时克服阻力做功多）小球在空中运动时克服阻力做功多少？少？ 求解曲线运动问题求解曲线运动问题 求解曲线运动问题求解曲线运动问题V0HV20102Wmv人人抛球：人抛球：2201122fmgh Wmvmv