高中物理必修2粤教《第四章机械能和能源第03节探究外力做功与物体动能变化的关系》课件-一等奖.ppt

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1、结结 束束首 页末 页上一页下一页第三节第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系探究外力做功与物体动能变化的关系学习目标：1、掌握分析、掌握分析总总功与功与动动能能变变化关系的化关系的实验实验、理、理论论探究法。探究法。2、理解、理解动动能定理的物理意能定理的物理意义义，熟悉，熟悉动动能定理公式。能定理公式。重重难难点：点：实验实验探究探究结结 束束首 页末 页上一页下一页复习：质量为复习：质量为m m2 kg2 kg的物体在静止水平地面上，受到水的物体在静止水平地面上，受到水平方向平方向F F10 N10 N的拉力作用，移动的距离的拉力作用，移动的距离s s2 m2 m处速度为处速度为 22

2、m/s22m/s。已知：物体与地面的动摩擦因数。已知：物体与地面的动摩擦因数 0.30.3，g g取取10 m/s10 m/s2 2。求：。求：(1)(1)拉力拉力F F对物体所做的功；对物体所做的功；(2)(2)摩擦力摩擦力f f对物体所做的功；对物体所做的功；(3)(3)外力对物体做的总功。外力对物体做的总功。（4 4）在）在2m2m处物体的动能多大？此过程中物体的动能变化处物体的动能多大？此过程中物体的动能变化了多少？了多少？结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页测量纸带的相关数据，如图所示测量纸带的相关数据，如图所示3、实验器材：打点计时器、纸带、重锤、铁

3、架台、夹子、实验器材：打点计时器、纸带、重锤、铁架台、夹子、毫米刻度尺、学生电源毫米刻度尺、学生电源结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页5、设计记录数据的表格，记录并处理数据、设计记录数据的表格，记录并处理数据序号序号选择选择的两点的速度的两点的速度选择选择的两点的的两点的动动能能 选选择择两两点点的的高高度度重重力力做做功功动动能能的的变变化量化量V V1 1/m/s/m/sV V2 2/m/s/m/sE EK1K1/J/JE EK2K2/J/Jh/mh/mW WG G/J/JE EK K/J/J1 12 23 36 6、实验结论：、实验结论：重力所做的功重力

4、所做的功WG与物体动能的改与物体动能的改变量变量Ek在在_误差允许误差允许_的范围内是相等的范围内是相等的。即：的。即：WGEkEk2Ek1。结结 束束首 页末 页上一页下一页7、误差分析、误差分析（1）偶然误差：测量长度时会带来误差偶然误差：测量长度时会带来误差 减小误差的办法：多测几次，取平均值减小误差的办法：多测几次，取平均值（2）系系统统误误差差：实实验验中中重重物物和和纸纸带带下下落落过过程程中中要要克克服服阻阻力力(主主要要是是打打点点计计时时器器的的阻阻力力)做做功功，故故动动能能的的增增加加量量Ek必必定稍小于重力做的功定稍小于重力做的功WG.减小误差的办法：减小误差的办法：(

5、a)应应选选用用质质量量和和密密度度较较大大的的重重物物，以以减减小小空空气气阻阻力力的的影影响响(b)打打点点计计时时器器必必须须稳稳固固安安装装在在铁铁架架台台上上，并并且且两两个个限限位位孔的中线要严格竖直，以减小纸带所受的摩擦力孔的中线要严格竖直，以减小纸带所受的摩擦力结结 束束首 页末 页上一页下一页实验改进：实验改进：结结 束束首 页末 页上一页下一页学后自检学后自检(选一选选一选)利利用用重重锤锤下下落落探探究究外外力力做做功功与与物物体体动动能能变变化化的的实实验验中中，下下面叙述正确的是面叙述正确的是()A应该用天平称出物体的质量应该用天平称出物体的质量B应应该该选选用用点点

6、迹迹清清晰晰、特特别别是是第第一一点点没没有有拉拉成成长长条条的的纸纸带带C操作时应先放纸带再通电操作时应先放纸带再通电D打点计时器应接在电压为打点计时器应接在电压为46 V的直流电源上的直流电源上B结结 束束首 页末 页上一页下一页8、理论推导：动能定理、理论推导：动能定理如如图图433所示，所示，设设某物体的某物体的质质量量为为 m，在与运，在与运动动方向相方向相同的恒力同的恒力F的作用下，在粗糙的水平面上的作用下，在粗糙的水平面上发发生一段位移生一段位移s，速，速度由度由v1增加到增加到v2。由牛由牛顿顿第二定律得第二定律得_；由运由运动动学公式得学公式得vv_；两式两式联联立得立得(F

7、f)s_。Ffma2as结结 束束首 页末 页上一页下一页动能定理动能定理(1)内内容容：_对对物物体体所所做做的的功功等等于于物物体体动动能能的的_。这个结论叫作。这个结论叫作_。(2)表达式：表达式：_。合力合力变化变化动能定理动能定理WEk2Ek1减少减少适用范围：动能定理是在物体受恒力作用且做直线运动的适用范围：动能定理是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，对于外力是变力、物体做曲线运动、物体情况下得出的，对于外力是变力、物体做曲线运动、物体经历多过程的情况同样适用经历多过程的情况同样适用(3)意义：外力对物体做正功，物体的动能意义：外力对物体做正功，物体的动能_；外力对物外力

8、对物 体做负功，物体的动能体做负功，物体的动能_增加增加结结 束束首 页末 页上一页下一页 关于运动物体所受的合力、合力做的功、物体动能的变关于运动物体所受的合力、合力做的功、物体动能的变化化,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.运动物体所受的合力不为零运动物体所受的合力不为零,合力必做功合力必做功,物体的动能肯定要物体的动能肯定要变化变化B.运动物体所受的合力为零运动物体所受的合力为零,则物体的动能肯定不变则物体的动能肯定不变C.运动物体的动能保持不变运动物体的动能保持不变,则该物体所受合力一定为零则该物体所受合力一定为零来源来源:Zxxk.ComD.运动物体所受的合力不为零运动物体所受

9、的合力不为零,则该物体一定做变速运动则该物体一定做变速运动,其动其动能要变化能要变化学后自检学后自检(做一做做一做)B结结 束束首 页末 页上一页下一页1在探究功与物体速度变化关系的实验中，根据实验数据作出的Wv图象，下列符合实际的是()巩固练习巩固练习B结结 束束首 页末 页上一页下一页2.在用自由落体运动探究外力做功与动能关系时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图中(单位cm)已知打点计时器电源频率为50 Hz，重物质量为m，当地重力加速度g9.80 m/s2.(1)这

10、三组数据中不符合有效数字读数要求的是_(2)该同学用重物在OB段的运动来探究两者之间的关系，先计算出该段时间重力做的功为：_，接着从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B点是打点计时器打下的第9个点，他用vBgt计算B点对应的重物的瞬时速度，得到动能的增加量为_(均保留三位有效数字)这样他发现重力做的功_(填“大于”或“小于”)动能的增加量，造成这一错误结论的原因是_.结结 束束首 页末 页上一页下一页解析：从有效数字的位数上不难得出15.7不符合有效数字的读数要求(2)重力做的功为：WGmghOBm9.8012.42102 1.22m，vBgt9.800.16 m/s1.568 m/s，动能的增加量Ekmvm1.56821.23m.EkWG，造成这一现象的原因是计算重物速度时，认为重物下落加速度为g，而实际由于重物下落过程中受到空气阻力作用，故重物的加速度小于g，将重物的速度算大了应该用AC段的平均速度计算，即vB(T0.02 s)