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1、第三节探究外力做功与物体动能变化的关系第1页，共20页，编辑于2022年，星期二一、功与能之间有着什么样的关系？一、功与能之间有着什么样的关系？功能关系：做了多少功，就有多少能功能关系：做了多少功，就有多少能量发生了转化，功是能量转化的量度。量发生了转化，功是能量转化的量度。第2页，共20页，编辑于2022年，星期二二、探究外力做功与物体动能变化的关系二、探究外力做功与物体动能变化的关系运动的物体具有动能，做功可以改变物体的运动的物体具有动能，做功可以改变物体的动能，如：动能，如：列车出站时，牵引力对车做功，列车的动能列车出站时，牵引力对车做功，列车的动能越来越大；越来越大；汽车进站时，摩擦力
2、对汽车做负功汽车进站时，摩擦力对汽车做负功(汽车克汽车克服摩擦力做功服摩擦力做功)，汽车的动能越来越小。，汽车的动能越来越小。第3页，共20页，编辑于2022年，星期二实验与探究实验与探究思考：思考：外力做功与物体动能的变化外力做功与物体动能的变化有什么定量的关系吗？有什么定量的关系吗？我们可以用什么方法验证我们的我们可以用什么方法验证我们的猜想？猜想？第4页，共20页，编辑于2022年，星期二思考与讨论思考与讨论1 1、实验目的是什么？、实验目的是什么？2 2、实验方法是什么？、实验方法是什么？3 3、需要用到哪些器材？、需要用到哪些器材？4 4、需要记录哪些数据？、需要记录哪些数据？5 5
3、、数据记录的表格如何设计？、数据记录的表格如何设计？6 6、数据如何处理？、数据如何处理？实实验验研研究究第5页，共20页，编辑于2022年，星期二记录数据：记录数据：处理数据处理数据第6页，共20页，编辑于2022年，星期二实验结论实验结论外力对物体做的功等于物体动能的外力对物体做的功等于物体动能的变化。变化。第7页，共20页，编辑于2022年，星期二理论推导理论推导如图，质量为如图，质量为m m的物体，在一恒定的水平拉的物体，在一恒定的水平拉力力F F作用下，以速度作用下，以速度V V1 1开始运动，经过位移开始运动，经过位移S S后速度增加到后速度增加到V V2 2，已知物体与水平桌面的
4、摩，已知物体与水平桌面的摩擦力恒为擦力恒为f f。FfFfV V1 1V V2 2S请你根据牛顿第二定律和运动学公式推导外力请你根据牛顿第二定律和运动学公式推导外力做功与物体动能变化的关系。做功与物体动能变化的关系。第8页，共20页，编辑于2022年，星期二推导过程推导过程a=(F-f)/ma=(F-f)/mV V2 22 2 V V1 12 2 =2as=2asV V2 22 2 V V1 12 2 =2s(F-f)/m=2s(F-f)/mF F合合=ma=maE Ek2 k2 E Ek1 k1=W=WF F合合=F-f=F-f第9页，共20页，编辑于2022年，星期二动能定理动能定理动能定
5、理：合外力对物体做的功等于物动能定理：合外力对物体做的功等于物体动能的变化。体动能的变化。即：即：W=EW=Ek2 k2 E Ek1 k1 由公式可知：当外力对物体做正功时，由公式可知：当外力对物体做正功时，物体的动能物体的动能 ；当外力对物体做负；当外力对物体做负功时，物体的动能功时，物体的动能 。增加增加减少减少第10页，共20页，编辑于2022年，星期二例：例：质量为质量为m m的物体在水平恒力的物体在水平恒力F F的作用下，由的作用下，由静止开始前进静止开始前进S S1 1后撤去力后撤去力F F，物体与水平面，物体与水平面的摩擦力恒为的摩擦力恒为f f，求物体从开始到最终停，求物体从开
6、始到最终停止运动的位移是多少？止运动的位移是多少？FSFS1 1/f/f第11页，共20页，编辑于2022年，星期二练习练习1 1：关于力做功和物体动能变化的关系，下列说关于力做功和物体动能变化的关系，下列说法中，正确的是：法中，正确的是：()()A A、若只有动力对物体做功，物体的动能就增、若只有动力对物体做功，物体的动能就增加；加；B B、若只有物体克服阻力做功，物体的动能就、若只有物体克服阻力做功，物体的动能就减少；减少；C C、外力对物体做功的代数和等于物体的末动、外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差；能和初动能之差；D D、动力和阻力都对物体做功时，物体的动能、动力和阻
7、力都对物体做功时，物体的动能一定变化。一定变化。ABCABC第12页，共20页，编辑于2022年，星期二一辆汽车沿水平路面匀速运动，因故一辆汽车沿水平路面匀速运动，因故紧急刹车，测得刹车的痕迹为紧急刹车，测得刹车的痕迹为14m14m，从，从技术手册中查得该汽车在紧急刹车时技术手册中查得该汽车在紧急刹车时车所受的阻力为车重的车所受的阻力为车重的0.70.7倍，用动能倍，用动能定理求汽车刹车前的速度。定理求汽车刹车前的速度。练习练习2 2：14m/s14m/s第13页，共20页，编辑于2022年，星期二某消防队员体重为某消防队员体重为60kg60kg，从一平台上跳，从一平台上跳下，下落下，下落2m
8、2m后双脚触地，接着他用双腿后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使重心又下降了弯曲的方法缓冲，使重心又下降了0.5m0.5m。如果在他缓冲过程中地面对脚的作用力如果在他缓冲过程中地面对脚的作用力不变，这个作用力有多大？不变，这个作用力有多大？(g(g取取10m/s10m/s2 2)练习练习3 3：3000N3000N第14页，共20页，编辑于2022年，星期二一个人用力把一个质量为一个人用力把一个质量为1kg1kg的静止物体的静止物体向上提升向上提升1m1m时，物体的速度达到时，物体的速度达到2m/s2m/s，若，若g g取取10m/s10m/s2 2，则下列说法正确的是，则下列说法正确的
9、是()()A A、人对物体做的功是、人对物体做的功是12J12JB B、合外力对物体做的功是、合外力对物体做的功是2J2JC C、物体克服重力做功为、物体克服重力做功为10J10JD D、合外力对物体做功为、合外力对物体做功为12J12J练习练习4 4：ABCABC第15页，共20页，编辑于2022年，星期二如图，质量为如图，质量为m m的木箱静止在地面上，的木箱静止在地面上，一人用一根轻质弹簧将木箱缓慢提高一人用一根轻质弹簧将木箱缓慢提高h h，若不计木箱的动能变化和弹簧的，若不计木箱的动能变化和弹簧的重力，则人做的功为重力，则人做的功为 ()()A A、等于、等于mghmgh，B B、大于
10、、大于mghmgh，C C、小于、小于mghmgh，D D、无法确定。、无法确定。练习练习5 5：B B第16页，共20页，编辑于2022年，星期二两个材料相同的物体，甲的质量大于乙的两个材料相同的物体，甲的质量大于乙的质量，它们以相同的动能在同一水平面上质量，它们以相同的动能在同一水平面上滑行，最后都静止，则它们的滑行距离相滑行，最后都静止，则它们的滑行距离相比较，正确的是：比较，正确的是：()()A A、乙大，、乙大，B B、甲大，、甲大，C C、一样大，、一样大，D D、无法确定。、无法确定。练习练习6 6：A A第17页，共20页，编辑于2022年，星期二一个重一个重0.5kg0.5k
11、g的足球静止在地面上，一名的足球静止在地面上，一名运动员用运动员用200N200N的力去踢这个足球，足球以的力去踢这个足球，足球以10m/s10m/s的速度飞出去，运动了的速度飞出去，运动了20m20m后停下来，后停下来，运动员对足球做的功是运动员对足球做的功是 ()()A A、2000J B2000J B、4000J4000J C C、25J D25J D、50J50J练习练习7 7：C C第18页，共20页，编辑于2022年，星期二一质量为一质量为1kg1kg的滑块，以的滑块，以4m/s4m/s的初速度在光的初速度在光滑的水平面上向左运动，从某一时刻起，一滑的水平面上向左运动，从某一时刻起
12、，一方向向右的水平力作用于滑块，经过一段时方向向右的水平力作用于滑块，经过一段时间，滑块的速度变为向右，大小也为间，滑块的速度变为向右，大小也为4m/s 4m/s，则这段时间内水平力对滑块做的功为：，则这段时间内水平力对滑块做的功为：()A A、0 0，B B、8J8J，C C、16J16J，D D、32J32J。练习练习8 8：A A第19页，共20页，编辑于2022年，星期二如图，斜面如图，斜面ABAB光滑，水平面光滑，水平面BCBC粗糙，粗糙，A A距距B B的高度为的高度为h h，一个滑块从，一个滑块从A A点无初速度地点无初速度地滑下，运动到滑下，运动到C C点静止。如果将该滑块从点静止。如果将该滑块从C C点推到点推到A A点，则做的功至少为：点，则做的功至少为：()()A A、0 B0 B、mghmgh C C、2mgh D2mgh D、1.5mgh1.5mgh练习练习9 9：C CCBA第20页，共20页，编辑于2022年，星期二