高中物理 第3章 動能的變化與機械功 3.1 探究動能變化跟做功的關(guān)系教師用書 滬科版必修.doc

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1、3．1　探究動能變化跟做功的關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)1.理解動能的概念，掌握動能表達式并會應(yīng)用．2．掌握動能定理表達式及適用條件，會運用動能定理解決相關(guān)的簡單題目．(重點、難點)3．體驗物理實驗探究的過程與方法.動能與動能定理1．動能(1)定義：物理學(xué)中把mv2叫做物體的動能．(2)表達式：Ek＝mv2.(3)單位：國際單位制中為焦耳，符號J.(4)動能是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，動能沒有負值，與物體的速度方向無關(guān)．2．物理量特點(1)具有瞬時性，是狀態(tài)量．(2)具有相對性，選取不同的參考系，同一物體的動能一般不同，通常是

2、指物體相對于地面的動能．(3)是標(biāo)量，沒有方向，Ek＞0.1．動能是物體由于運動而具有的能．(√)2．動能是矢量，其方向與速度方向相同．(×)3．物體的速度發(fā)生變化，其動能就一定發(fā)生變化．(×)如圖311所示，耀眼的流星飛快的撞向地面，影響流星動能大小的因素有哪些？圖311【提示】　流星的質(zhì)量及速度大?。畾?5戰(zhàn)機是我國自主研發(fā)的第一款艦載戰(zhàn)斗機，如圖312所示：圖312探討1：殲15戰(zhàn)機起飛時，合力做什么功？速度怎么變化？動能怎么變化？【提示】　殲15戰(zhàn)機起飛時，合力做正功，速度、動能都不斷增大．探討2：殲15戰(zhàn)機著

3、艦時，動能怎么變化？合力做什么功？增加阻攔索的原因是什么？【提示】　殲15戰(zhàn)機著艦時，動能減?。狭ψ鲐摴Γ黾幼钄r索是為了加大對飛機的阻力．1．動能的特征(1)是狀態(tài)量：與物體的運動狀態(tài)(或某一時刻的速度)相對應(yīng)．(2)具有相對性：選取不同的參考系，物體的速度不同，動能也不同，一般以地面為參考系．(3)是標(biāo)量：只有大小，沒有方向；只有正值，沒有負值．2．動能的變化(1)ΔEk＝mv－mv為物體動能的變化量，也稱作物體動能的增量，表示物體動能變化的大?。?2)動能變化的原因：合力對物體做功是引起物體動能變化的原因，合力

4、做功的過程實質(zhì)上是其他形式的能與動能相互轉(zhuǎn)化的過程，轉(zhuǎn)化了多少由合力做了多少功來度量．1．在水平路面上，有一輛以36km/h行駛的客車，在車廂后座有一位乘客甲，把一個質(zhì)量為4kg的行李以相對客車5m/s的速度拋給前方座位的另一位乘客乙，則行李的動能是(　　)A．500J　　　　　B．200JC．450JD．900J【解析】　行李相對地面的速度v＝v車＋v相對＝15m/s，所以行李的動能Ek＝mv2＝450J，選項C正確．【答案】　C2．質(zhì)量為2kg的物體A以5m/s的速度向北運動，另一個質(zhì)量為0.5kg的物體B以10m

5、/s的速度向西運動，則下列說法正確的是(　　)A．EkA＝EkBB．EkA>EkBC．EkA

6、能Ek越大．(2)瞬時關(guān)系：動能和速度均為狀態(tài)量，二者具有瞬時對應(yīng)關(guān)系．(3)變化關(guān)系：動能是標(biāo)量，速度是矢量．當(dāng)動能發(fā)生變化時，物體的速度(大小)一定發(fā)生了變化，當(dāng)速度發(fā)生變化時，可能僅是速度方向的變化，物體的動能可能不變．動能定理1．動能定理(1)推導(dǎo)過程圖313質(zhì)量為m的汽車，在不變的牽引力F作用下，發(fā)生一段位移s，速度由v1增大到v2，如圖313.(2)內(nèi)容外力對物體所做的功等于物體動能的增量．(3)表達式①W＝Ek2－Ek1.②W＝mv－mv.2．恒力做功與物體動能變化的關(guān)系(1)設(shè)計實驗(如圖314)圖31

7、4所使用的器材有：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、光電門、計時器、通氣源、刻度尺、細繩、鉤碼等．(2)研究計劃①直接驗證：逐一比較力對物體所做的功與物體動能增量的大小之間的關(guān)系．②用圖像驗證根據(jù)W＝mv2，由實驗數(shù)據(jù)作出W與v2及W與m的關(guān)系圖像．1．做實驗時要平衡摩擦力，且改變滑塊質(zhì)量就要重新平衡摩擦力．(×)2．合外力做功不等于零，物體的動能一定變化．(√)3．物體的速度變化，合外力做的功一定不等于零．(×)如圖315是“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”實驗中的裝置．觀察裝置圖，思考以下問題：圖315(1)實驗中，研究對象(小車)的

8、瞬時速度如何求解？若已知小車的質(zhì)量，怎樣求某一瞬間小車的動能？(2)怎樣通過該裝置探究“合外力做功與動能變化的關(guān)系”？【提示】　(1)應(yīng)用紙帶上的點跡可以確定小車的瞬時速度，再根據(jù)Ek＝mv2確定小車的動能．(2)可以應(yīng)用直接對比或圖像法探究分析力做功與動能變化的關(guān)系．如圖316所示，物體(可視為質(zhì)點)從長為L、傾角為θ的光滑斜面