物理滬科版必修2學(xué)案：第3章31探究動(dòng)能變化跟做功的關(guān)系含解析

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1、3.1探究動(dòng)能變化跟做功的關(guān)系問題導(dǎo)學(xué)一、對動(dòng)能概念的理解吧活動(dòng)與探究1動(dòng)能的表達(dá)式為Ek=^nv英中。是矢量，那么（1）動(dòng)能是否為矢量呢？（2）動(dòng)能是狀態(tài)量還是過程量？（3）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，速度是否變化？動(dòng)能是否變化？S3遷移與應(yīng)用1質(zhì)量為1X103kg的汽車以20m/s的速度行駛，其動(dòng)能為多少？若以司機(jī)為參考系，汽車的速度為多少？動(dòng)能又為多少？通過計(jì)算體會(huì)你對動(dòng)能有何認(rèn)識(shí)？對動(dòng)能的理解1.動(dòng)能的單位和功的單位一樣，也是焦耳（J）。2.動(dòng)能是狀態(tài)量，是表征物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，與物體的運(yùn)

2、動(dòng)狀態(tài)相對應(yīng)，Ek=^nv2中的e是指瞬時(shí)速度，而不是平均速度。物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定，其動(dòng)能就有確定的值，與物體是否受力無關(guān)。3.動(dòng)能是標(biāo)量，且動(dòng)能為正值。它僅與速度的大小有關(guān)，與速度的方向無關(guān)。一個(gè)物體，不論其速度的方向如何，只要速度的大小不變，該物體具有的動(dòng)能就不變。若一個(gè)物體的速度發(fā)生變化，其動(dòng)能不一定改變，若動(dòng)能變化，速度一定變。4.動(dòng)能具有相對性。動(dòng)能像所有的能量一樣，具有相對性。同一物體，對不同的參考系速度不同，所以也會(huì)有不同的動(dòng)能。沒有特別指明時(shí)，都是以地面為參考系來描述物體的動(dòng)能。二

3、、動(dòng)能定理=3活動(dòng)與探究21.請分析動(dòng)能定理表達(dá)式屮各項(xiàng)的含義。2.應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)應(yīng)注意哪兒點(diǎn)？=2遷移與應(yīng)用2如圖所示，在光滑水平面上，一物體以速率y向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，對它施加一個(gè)水平向左的恒力，過一段時(shí)間，物體向反方向運(yùn)動(dòng)再次通過P點(diǎn)，則物體再次通過P點(diǎn)的速率（）77—>0PA.大于卩B.小于QC.等于oD.無法確定?：：>X漳?對動(dòng)能定理的理解：（1）動(dòng)能定理表達(dá)的是一個(gè)物理過程中合外力對物體做的功跟物體動(dòng)能變化的關(guān)系。合外力對物體做的功等于物體的動(dòng)能增加量；物體克服合

4、外力做的功等于物體的動(dòng)能減小量。（2）0的含義：包含重力在內(nèi)的所有外力所做的功。（3）W的求法：動(dòng)能定理中的W表示的是合力的功，可以應(yīng)用W=F合rcos?（僅適用于恒定的合外力）計(jì)算，還可以先求各個(gè)力的功再求其代數(shù)和W=Wx+W1+-+WnG（爐雖然是標(biāo)量，但有正負(fù)，求和時(shí)數(shù)值連同正負(fù)號(hào)一并代入）（4）"與AEk的關(guān)系：合外力做功是引起物體動(dòng)能變化的原因，動(dòng)能變化的多少要靠合力做功的數(shù)值來量度，動(dòng)能定理反映了合外力做功過程的實(shí)質(zhì)是其他形式的能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，只不過其他形式的能并不出現(xiàn)，而以外力做

5、功的形式來出現(xiàn)。壬、探究恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系=3活動(dòng)與探究3請你簡述恒力做功與物體動(dòng)能改變關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)。蜃遷移與應(yīng)用3某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”。如圖，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的/、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄?。?）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:①測量和拉力傳感器的總質(zhì)量把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確

6、連接所需電路。②將小車停在C點(diǎn)，,小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線的拉力及小車通過/、3時(shí)的速度。③在小車屮增加祛碼，或,重復(fù)②的操作。（2）下表是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是％與小車中祛碼質(zhì)量之和。虧一鬪是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差的絕對值，可以據(jù)此汁算出動(dòng)能的變化量F是拉力傳感器受到的拉力，〃是F在/、〃間所做的功。表格中的△&=，“3=。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)M/kg虧一歸/(m2-s-2)A￡/JF/NJV/J10.5000.7600.1900.4000.20020.50

7、01.650.4130.8400.42030.5002.40A￡31.220“341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43（3）根據(jù)上表，請?jiān)趫D中的方格紙上作出“圖線。oX漳?實(shí)驗(yàn)誤差分析（1）若忘記平衡摩擦力或沒有完全平衡摩擦力會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來影響。（2）實(shí)驗(yàn)中，由于鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為繩子對小車的拉力F=mg,而實(shí)際情況是：祛碼向下加速時(shí)，mg—F=ma,所以F

8、點(diǎn)之間距離測量時(shí)會(huì)帶來誤差。答案：【問題導(dǎo)學(xué)】活動(dòng)與探究1：答案：（1）P雖然是矢量，但是Ek為標(biāo)量且只有正值，速度大小不變而方向變化吋動(dòng)能不變。（2）動(dòng)能E=^nv2與速度有關(guān)。這里的速度指瞬時(shí)速度，所以動(dòng)能是狀態(tài)量。（3）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，速度大小不變，方向時(shí)刻變化，速度時(shí)刻變化而動(dòng)能保持不變。遷移與應(yīng)用1：答案：（1）2X105J（2）00（3）由于速度具有相對性，所以動(dòng)能也具有相對性。解析:（1）Ek=^mv2=^X1XIO3X202J=2XIO5Jo（2）若以司機(jī)為參