高中物理教科版高中必修2第四章機(jī)械能和能源動(dòng)能動(dòng)能定理校賽得獎(jiǎng)

第四章機(jī)械能和能源§4.4動(dòng)能動(dòng)能定理一、動(dòng)能1、概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量思考1：動(dòng)能可能與哪些因素有關(guān)？

質(zhì)量m，速度v探究1：動(dòng)能和質(zhì)量m，速度v之間具有怎樣的定量關(guān)系？WG重力勢能mgh實(shí)例探究：光滑地面上質(zhì)量為m的物體在恒力F的作用下向前運(yùn)動(dòng)了一段距離，速度由v1增加到v2。動(dòng)能變化速度變化的原因？合力≠0W？能不能類比重力勢能的推導(dǎo)過程來推導(dǎo)動(dòng)能的表達(dá)式呢？重力勢能變化

尋找動(dòng)能的表達(dá)式實(shí)例探究：如圖所示，光滑地面上質(zhì)量為m的物體在恒力F（未知）的作用下向前運(yùn)動(dòng)了一段距離，速度由v1增加到v2。試求力F對(duì)物體做的功。討論與交流：1.從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析，初、末速度和位移之間的關(guān)系2.物體所受合力與質(zhì)量、加速度的關(guān)系3.在這個(gè)過程中合力做的功為多少？

尋找動(dòng)能的表達(dá)式

功與能的變化關(guān)系：做了多少功就有多少能量發(fā)生變化。合外力做的功某種能量的變化一、動(dòng)能1、概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量2.決定因素：質(zhì)量m速度v3.表達(dá)式：

4.特點(diǎn)：（1）動(dòng)能是標(biāo)量（2）動(dòng)能是狀態(tài)量，V是瞬時(shí)速度（3）動(dòng)能具有相對(duì)性，一般以地面為參考系

單位：焦耳(J)理論證明：合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：探究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系

合外力做的功動(dòng)能的變化二、合外力做功和動(dòng)能的變化探究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系[實(shí)驗(yàn)器材]在圖中已有器材外，還需要交流電源、天平、刻度尺

[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]1、研究對(duì)象：小車2、合外力怎樣測量？（1）平衡摩擦力（2）砝碼與砝碼盤質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M探究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系

3、瞬時(shí)速度如何測量？[實(shí)驗(yàn)步驟]（1）測量小車質(zhì)量，安裝器材（2）平衡摩擦力（3）細(xì)線一端系在小車上，另一端通過動(dòng)滑輪懸掛在彈簧測力計(jì)上，在動(dòng)滑輪上懸掛重物，實(shí)驗(yàn)時(shí)先通電后釋放小車（4）取下紙帶，測量分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。探究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系

次數(shù)M/kgv1v2ΔEk/JF/NX12W/J10.29750.3420.29750.3430.2975

0.52

40.29750.5250.34780.6060.34780.6070.50010.348[數(shù)據(jù)記錄與處理]探究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系

次數(shù)M/kgv1v2ΔEk/JF/NX12/mW/J10.2975vB=0.7100vE=1.01750.079020.34XBE=0.25980.0883320.2975vB=0.8305vD=1.05100.0617120.34XBD=0.18800.0639230.2975vB=0.8650vC=1.1890.098990.52

XAC=0.20620.1072240.2975vB=1.015vD=1.33450.116620.52XBD=0.23520.1223050.3478vA=0.7515vD=1.1820.144750.60XAD=0.29030.1741860.3478vA=0.838vD=1.26450.155940.60XAD=0.31560.1893670.5001vB=0.595vE=0.7760.062050.33XBE=0.20710.068348[數(shù)據(jù)記錄與處理]探究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，滿足合外力做功等于物體動(dòng)能的變化1、動(dòng)能定理：合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化。2、表達(dá)式:

二、合外力做功和動(dòng)能的變化

3、對(duì)動(dòng)能定理的幾點(diǎn)理解：（1）做功與動(dòng)能變化的關(guān)系（2）適用范圍：動(dòng)能定理只涉及始、末狀態(tài)，不涉及過程細(xì)節(jié)既適用于恒力做功，也適用于變力做功；既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)二、合外力做功和動(dòng)能的變化①W合＞0，Ek2

Ek1②W合＜0，，Ek2

Ek1＞＜合外力做正功，物體動(dòng)能增加合外力做負(fù)功，物體動(dòng)能減少

例1、一輛小汽車在高速公路以v＝108km/h運(yùn)動(dòng)，前方車輛突然停止，司機(jī)發(fā)現(xiàn)這一情況到進(jìn)行制動(dòng)操作，制動(dòng)時(shí)汽車受到的阻力為其重力的0.5倍，求汽車從開始制動(dòng)至停下來的過程中運(yùn)動(dòng)的距離？（g取10m/s2）分析：①研究對(duì)象：汽車②從汽車開始制動(dòng)到停止的受力怎樣？③初末狀態(tài)：初速度108km/h，末速度0。三、動(dòng)能定理的應(yīng)用

應(yīng)用動(dòng)能定理解題一般步驟（是變力功、曲線運(yùn)動(dòng)）1.明確對(duì)象和過程：2.作二個(gè)分析：⑴受