1、,4.4 動(dòng)能 動(dòng)能定理,1000001001111000011,101011111011000110,10100100100111011,101010011100011,1. 動(dòng)能的表達(dá)式（體會(huì)得出過程） 2. 動(dòng)能定理及含義理解 3. 探究實(shí)驗(yàn)/69頁(yè),本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容有,a)驚濤拍岸,b)龍卷風(fēng), 動(dòng) 能,運(yùn)動(dòng)的物體可以做功，運(yùn)動(dòng)的物體也具有能量。,物理學(xué)中把物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。 它與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。,運(yùn)動(dòng)的物體可以對(duì)外做功，質(zhì)量和速度越大，動(dòng)能就越大，物體對(duì)外做功的能力也就越強(qiáng)。,運(yùn)動(dòng)的物體可以做功，運(yùn)動(dòng)的物體也具有能量。, 探究物體動(dòng)能表達(dá)式,設(shè)質(zhì)量為m的某物體，在

2、與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力（合外力）作用下發(fā)生一段位移，速度由v1增加到v2，如圖所示。試尋求這個(gè)過程中力F做的功？, 探究物體動(dòng)能表達(dá)式,設(shè)質(zhì)量為m的某物體，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力（合外力）作用下發(fā)生一段位移，速度由v1增加到v2，如圖所示。試尋求這個(gè)過程中力F做的功？,解析,恒力做的功W=FS,根據(jù)牛頓第二定律得：F=ma,由勻加速運(yùn)動(dòng)公式：.,其中：,可得,Wmv22/2mv12/2,Wmv22/2mv12/2,初態(tài)和末態(tài)的表達(dá)式均為“mv2/2”，這個(gè)“mv2/2”代表什么？, 探究物體動(dòng)能表達(dá)式,我們知道 ，功是能量變化的量度，所以mv2/2就是物體的動(dòng)能。,Ekmv2/2,m為物體的質(zhì)量

3、,v為物體的瞬時(shí)速度,單位：焦耳（J），狀態(tài)量, 動(dòng) 能,由上面的推導(dǎo)過程可以看出，動(dòng)能與功一樣，也是標(biāo)量，不受速度方向的影響。某一物體處于某一確定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，他的動(dòng)能也就對(duì)應(yīng)于某一確定值，因此，動(dòng)能是狀態(tài)量。, 動(dòng) 能/隨堂練習(xí),試 比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動(dòng)能：-（除下列點(diǎn)外，其他情況相同）, 物體甲的速度是 乙的兩倍；, 物體甲向北運(yùn)動(dòng)，乙向南運(yùn)動(dòng)；, 物體甲做直線運(yùn)動(dòng)，乙做曲線運(yùn)動(dòng)；, 物體甲的質(zhì)量是乙的一半。,總結(jié)：動(dòng)能是標(biāo)量，與速度方向無關(guān)；動(dòng)能與速度的平方成正比，因此速度de變化對(duì)動(dòng)能的影響更大。,設(shè)質(zhì)量為m的某物體，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力（合外力）作用下發(fā)生一段位移，

4、速度由v1增加到v2，如圖所示。試尋求這個(gè)過程中力F做的功？, 動(dòng)能定理/合外力做工和物體動(dòng)能的變化, 動(dòng)能定理/合外力做工和物體動(dòng)能的變化,設(shè)質(zhì)量為m的某物體，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力（合外力）作用下發(fā)生一段位移，速度由v1增加到v2，如圖所示。試尋求這個(gè)過程中力F做的功？,解析,恒力做的功W=FS,帶入相關(guān)量得：,Wmv22/2mv12/2, 動(dòng)能定理/合外力做工和物體動(dòng)能的變化,WEk2Ek1=Ek,力（合外力）在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。,通過實(shí)驗(yàn) 我們也可以驗(yàn)證這個(gè)關(guān)系！/69頁(yè),活動(dòng) 研究合外力做功和動(dòng)能變化 的關(guān)系,Wmv22/2mv12/2, 研究

5、合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)裝置：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、細(xì)繩、滑輪等,實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?,實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所打出的紙帶及拉力F與小車質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，兩處起始點(diǎn)到各計(jì)時(shí)點(diǎn)的距離，計(jì)算小車在打下各點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，進(jìn)而計(jì)算小車運(yùn)動(dòng)到打下各計(jì)數(shù)點(diǎn)過程中合外力對(duì)它做的功W及所增加的動(dòng)能E,看他們是否相等。,各物理量的測(cè)量：,拉力F=mg，其中m為砝碼的質(zhì)量，是不需要測(cè)量的。,x為小車的位移，可用用刻度尺從紙帶上測(cè)量出來。,小車的質(zhì)量用天平測(cè)出,小車運(yùn)動(dòng)de瞬時(shí)速度v，可由紙帶打出的點(diǎn)計(jì)算出。, 研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系,注意事項(xiàng)：,摩擦力的處理/使長(zhǎng)木板傾斜，小車剛好拉動(dòng)紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)；,實(shí)驗(yàn)探究的是

6、合外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，對(duì)小車來說，他收到的合外力應(yīng)該是拉力與摩擦力的合力，由于摩擦力比較難測(cè)，因此平衡摩擦力可以簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)計(jì)算，方法是將長(zhǎng)木板的一端墊高，改變木板的傾角，是小車拖著紙帶在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)如紙帶大點(diǎn)均勻，說明小車的重力沿木板方向上的分力與摩擦力平衡。,誤差來源：砝碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量;,應(yīng)選取點(diǎn)跡清晰、平整的紙帶進(jìn)行分析。, 研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系,把附有滑輪的光滑長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，一端墊高，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上，連好電路，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車上。,把小車停在靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器出，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后

7、，放開小車，小車在細(xì)繩的作用下運(yùn)動(dòng)，便拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，記錄下小車運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。換上新紙帶，重復(fù)試驗(yàn)幾次，從紙帶中挑選出點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量。,在挑選的紙帶上，記下第一個(gè)點(diǎn)的位置O，并在紙帶上從任意點(diǎn)開始依次選取幾個(gè)點(diǎn)1、2、3、4.并量出各點(diǎn)到位置O的距離，這些距離就是小車運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)1、2、3、4.時(shí)經(jīng)過的距離x1、x2、x3、x4.。,計(jì)算小車打下點(diǎn)2、3、4.時(shí)的瞬時(shí)速度v2、v3、v4.進(jìn)而計(jì)算小車運(yùn)動(dòng)到2、3、4.過程中合外力對(duì)它做的功W，再計(jì)算增加的動(dòng)能EK，并填入表格中，試比較結(jié)果。, 研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系,在挑選的紙帶上，記下第一個(gè)點(diǎn)的位置

8、O，并在紙帶上從任意點(diǎn)開始依次選取幾個(gè)點(diǎn)1、2、3、4.并量出各點(diǎn)到位置O的距離，這些距離就是小車運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)1、2、3、4.時(shí)經(jīng)過的距離x1、x2、x3、x4.,計(jì)算小車打下點(diǎn)2、3、4.時(shí)的瞬時(shí)速度v2、v3、v4.進(jìn)而計(jì)算小車運(yùn)動(dòng)到2、3、4.過程中合外力對(duì)它做的功W，再計(jì)算增加的動(dòng)能EK，并填入表格中，試比較結(jié)果。, 研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 可以得到，合外力所做的功W與物體動(dòng)能的改變量EK之間 的關(guān)系是：W=EK,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理, 動(dòng)能定理,由前面的推導(dǎo)和剛做的實(shí)驗(yàn)得出： 合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化。 這一關(guān)系稱為動(dòng)能定理。,用W總表示外力對(duì)物體做的總功，用EK1表

9、示物體初態(tài)的動(dòng)能，用EK2表示末態(tài)動(dòng)能，則動(dòng)能定理表示為：,W總=EK2-EK1=EK, 動(dòng)能定理,課堂小結(jié),1動(dòng)能概念和計(jì)算公式；,2動(dòng)能定理的內(nèi)容；,3實(shí)驗(yàn)探究；,4 . 相關(guān)推導(dǎo)過程。,EK=mv2/2,W總=EK2-EK1=EK,功能,END,END, 研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 可以得到，合外力所做的功W與物體動(dòng)能的改變量EK之間的關(guān)系是：W=EK, 動(dòng)能定理/對(duì)動(dòng)能定理的理解,a對(duì)外力對(duì)物體做的總功的理解,有的力促進(jìn)物體運(yùn)動(dòng)，而有的力則阻礙物體運(yùn)動(dòng)。因此它們做的功就有正、負(fù)之分，總功指的是各外力做功的代數(shù)和；又因?yàn)閃總W1+W2+F1s+F2s+F合s，所以總功也可

10、理解為合外力的功。,b對(duì)該定理標(biāo)量性的認(rèn)識(shí),因動(dòng)能定理中各項(xiàng)均為標(biāo)量，因此單純速度方向改變不影響動(dòng)能大小。如勻速圓周運(yùn)動(dòng)過程中，合外力方向指向圓心，與位移方向始終保持垂直，所以合外力做功為零，動(dòng)能變化亦為零，并不因速度方向改變而改變。,c對(duì)定理中“增加”一詞的理解,由于外力做功可正、可負(fù)，因此物體在一運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能可增加，也可能減少。因而定理中“增加”一詞，并不表示動(dòng)能一定增大，它的確切含義為未態(tài)與初態(tài)的動(dòng)能差，或稱為“改變量”。數(shù)值可正，可負(fù)。,d對(duì)狀態(tài)與過程關(guān)系的理解,功是伴隨一個(gè)物理過程而產(chǎn)生的，是過程量；而動(dòng)能是狀態(tài)量。動(dòng)能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。, 動(dòng)能定理/合外力做功和物體動(dòng)能的變化,假設(shè)物體原來就具有速度v1，且水平面存在摩擦力f，在外力F作用下，經(jīng)過一段位移s，速度達(dá)到v2，如圖2，則此過程中，外力做功與動(dòng)能間又存在什么關(guān)系呢？,外力F做功：W1Fs,摩擦力f做功：W2fs,合外力做的總功為：,解析：, 動(dòng)能,運(yùn)動(dòng)的物體可以做功，運(yùn)動(dòng)的物體也具有能量。,物理學(xué)中吧物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。, 動(dòng)能,運(yùn)動(dòng)的物體可以做功，運(yùn)動(dòng)的物體也具有能量。,物理學(xué)中吧物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。,