实验四探究动能定理 (共61张PPT)
动能定理PPT课件
Fτds=δW 代入得到
为Fτ在位移ds上所作的功，称为元功
d(mv2/2)=δW—质点动能定理的微分形式
质点动能的微分等于作用于质点上的力的元功。
如果质点自M1点到M2点作有限位移，相应 的坐标为s1和s2，相应的速度为v1和v2，对 上式积分
∫ v1 v2 d(mv2/ 2)= ∫ s1 s2 Fτds 得到：
质量的大小及其分布有关，与刚体的运动 无关。
刚体质量连续分布时，转动惯量可 以写成：
Jz=∫Mr2dm 通过积分可以求得质量均匀分布并
有规则几何形状的刚体的转动惯量。
几种常见刚体对过质心轴z的转动 惯量
1.质量为m，半径为R的均质圆盘 (圆柱)，
Jz= m R2/2 2.质量为m，半径为R的均质圆环，
平移刚体的动能
刚体平移时各点速度相同，由T=∑mivi2/2得到 T=mv2/2
或写成T=mvc2/2 vc为刚体质心的速度。
定轴转动刚体的动能
设定轴转动刚体角速度为ω，其上任一点M 到转轴的距离为ri，其速度vi= ri ω，则刚 体的动能为
T=∑mivi2/2=∑mi （riω）2/2 = ∑mi ri2ω2/2=Jzω2/2 Jz =∑mi ri2称为刚体对定轴z的转动惯量。 转动惯量是刚体转动惯性的度量，与刚体
自由质点系—质点系中各质点的运动不受约束的限 制的质点系；反之称为非自由质点系。
12-1-2 质点动能的概念 质点的质量为m，某瞬时速度为v，
定义：质点的动能等于质点质量与质 点速度平方乘积的一半，即
T=mv2/2 动能永远为正值或零。 动能的单位为N.m（牛顿.米）
v m
1 N.m=1J（焦耳）。
Jz= m R2 3.质量为m，长为l的均质细杆，
人教物理教材《动能和动能定理》PPT(完整版)
• 在一些影视剧中经常能看到一些特技表演。如图所示，有一高台 离地面的高度，一特技演员骑摩托车从坡底由静止出发，冲上高 台后以某一速度水平飞出，在水平地面上的落点到高台边沿的水 平距离。已知摩托车从坡底冲上高台的过程历时，人和车的总质 量，发动机的功率恒为，不计空气阻力，取重力加速度大小。求：
1.概念：物体由于运动而具有的能叫做动能。
物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一
半。 2.表达式： E k
1 2
m
v2
3.单位：焦（J） 1J1N •m 1 k(g m /s)2
4.对动能的理 解
• (1)动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关． • (2)动能是状态量，具有瞬时性，与物体的运动状态(或某一时刻
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应用动能定理的两种方法
• 1.分过程法：把运动过程分成两个或多个过程，分别应用动能定 理列式计算。
• 每个过程都要受力分析，运动过程分析，每个力做功是多少、正 功还是负功，都要分析清楚。前后两个过程的末速度和初速度可 认为相同。
情境:如图所示，设某物体的质量 为m，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由 v1增加到v2。
恒力F做功 W F l W = ma v22 - v12
2a
F = ma
l = v22 - v12 2a
W12mv22 12m1v2
思考：“
1 m”v 是2 否具有特殊意义的物理量？
2
的速度)相对应． • (3)动能具有相对性，选取不同的参考系，物体的速度不同，动能
也不同，一般以地面为参考系．
动能 动能定理课件
q
s1cos s2 cosq +… q +F2· ②. W合＝W1+W2 +…＝F1· b. 标量性 式子左边的功与右边的动能都是标量
c．对定理中“变化”一词的理解
e. 是一 ＞ Ek1 ， △ Ek —— ＞ 0 种求功 ①W合＞0， Ek2 __ ＜ 0 的方法. ②W合＜0， Ek2 ＜ __ Ek1 ， △ Ek —— d．适用范围（课后思考。提示：微元法） 特别是 求变力 既适合于直线运动，也适合于曲线运动。 既适用于恒力做功，也适合于变力做功。做功
1 1 2 2 = mv 2 - mv1 2 2
合外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
3. 动能定理的适用范围：经典物理范围内没有限制 4.动能定理主要应用： （1）多过程问题 （2）曲线运动，变力做功
作业布置：1、P69 T3、4、5（作业本上交）
2.【思考】 如图所示，AB与CD为两个对称斜面， 其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的 两端相切，圆弧圆心角为120°，半径R为2.0 m， 一个物体在离弧底E高度为h＝3.0 m处，以初速度 4.0 m/s沿斜面运动．若物体与两斜面的动摩擦因 数为0.02，则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一 共能走多长路程？(g取10 m/s2) 类型4.曲线、变力、多过程
解题思维总结：两点(初 末状态）一过程（做功过 程），对象：单体、系统
解析：设物体在斜面上运动的总路程为s，则摩 擦力所做的总功为－μmgscos60°，末状态选 为B(或C)，此时物体速度为零，对全过程由动能 定理得
mg[h － R(1 － cos60° )] － μmgscos60° ＝0 1 － mv2 0 2 物体在斜面上通过的总路程为 1 2gh－ R＋v2 0 2 s＝ μg 2×10×3.0－1.0＋4.02 ＝ m＝280 m. 0.02×10
专题动能定理及实验优秀PPT
(单项选择Ⅱ)质量为m的小球，用长为l的轻绳 悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点缓慢 地移动到Q点，如下图所示，则力F所做的功为( )
(单项选择Ⅱ)( 年作用下，前进5 m后停止， 在这一过程中物体的动能改变了( )
A．10 J
B．25 J
C．50 J
D．100 J
解析：由动能定理ΔEk＝W合＝Wf＝－50 J，即动能改 变了 50 J.
答案：C
点评：(1)本题属于“了解〞中的“简单应用〞层次； (2)熟悉动能定理的解题步骤．
2．对重力势能的理解
(1)重力势能是物体和地球这一系统共同所有，单独一个 物体谈不上具有重力势能．即：如果没有地球，物体谈不上 有重力势能．平时说物体具有多少重力势能，是一种习惯上 的简称．
重力势能是相对的，它随参考点的选择不同而不同，要 说明物体具有多少重力势能，首先要指明参考点(即零势能 点)．
5．实验结论
重力所做的功WG与物体动能的改变量ΔEk在误 差允许的范围内是相等的．
结论的推广：合外力对物体所做的功等于物体 动能的增量，即：W合＝ΔEk＝Ek2－Ek1，这就是动 能定理．
(单项选择Ⅱ)关于动能和速度，下列说 法正确的是( )
A．物体的速度发生变化，动能一定发生变化 B．物体的速度发生变化，动能可能不变 C．物体的动能不变，速度一定不变 D．物体的动能发生变化，速度可能不变
(2)重力势能是标量，它没有方向．但是重力势能有正、 负．此处正、负不是表示方向，而是表示比零点的能量状态 高还是低．势能大于零表示比零点的能量状态高，势能小于 零表示比零点的能量状态低．零点的选择不同虽对势能值表 述不同，但对物理过程没有影响．即势能是相对的，势能的 变化是绝对的，势能的变化与零点的选择无关．
动能定理实验(课堂PPT)
热点二 拓展创新实验 预测高考命题视角 视角 1 实验器材的改进，使用拉力传感器和速度传感器
如图 5 所示，将拉力传感器固定在小车上，平衡小车的摩擦 力，拉力传感器可以记录小车受到的拉力大小，在水平桌面 上相距一定距离 x 的 A、B 两点各安装一个速度传感器，分 别记录小车通过 A、B 时的速度大小，改变钩码的数量，分 别得到对应拉力的功 W 和 Δv2(即 v2A－v2B)，也可验证得到 W ∝Δv2 的结论。
• 答案 (1)50.00 (2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量 M (3)否
• 【变式训练】 • 2．如图7所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定
量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合 外力做功和动能变化的关系”的实验： •
• 图7
• (1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整 垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断 小车是否做________运动。
下的分力与摩擦阻力平衡。方法是轻推小车，由打点计 时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动， 找到木板一个合适的倾角。 • 2．选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分 的，也就是选小车做匀速运动状态的。 • 3．规格相同：橡皮筋规格相同时，力对小车做的功以一 条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值。
• (3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑 块、挡光条和拉力传感器的总质量？________(填“是” 或“否”)。
• 解析 (1)两光电门中心之间的距离s＝70.30 cm－20.30 cm ＝50.00 cm。
• (2)由于该实验验证的是动能定理，故还需要知道滑块、 挡光条和拉力传感器的总质量。(3)由于拉力可以通过拉 力传感器的读数直接得到，故不需要满足砝码盘和砝码的 总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量。
实验：探究动能定理
对钩码有，m
g－F
＝m
a，联立解得，F
＝M
M ＋m
m
g＝
0.093 N 。
热点三 实验的改进与创新
实验器材及装置 的替换
数据测量的改进 由光电门计算速度 v＝Δdt 测量纸带上各点速度→速度传感器直接显示速度大小
实验四 探究动能定理
误差分析 1.误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一， 使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比。 2.没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大 也会造成误差。 3.利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不 准带来误差。
注意事项 1.平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜 面向下的分力与摩擦阻力平衡。方法是轻推小车， 由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车 是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角。 2.选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀 部分的，也就是选小车做匀速运动状态的。 3.橡皮筋的选择：橡皮筋规格相同时，力对小车做 的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出 具体数值。
W/10－3 J 7.35 8.82 10.29 11.76 13.23 14.70
ΔEk/10－3 J 6.39 7.67 8.95 10.23 11.50 12.78
(W－ΔEk)/10－3 0.96 1.15 1.34 1.53 1.73 1.92 J
①实验结果表明，ΔEk总是小于W。你认为这是
点，造成这种情况的原因可能是没__有__平__衡___摩__擦__力_ 、 平_衡__摩__擦__力__不__够___或__平__衡__摩__擦__力__过___度.(写出一条即可)
热点二 数据处理与分析 【例2】(2017·江苏单科，10)利用如图所示的实验 装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的 质量为M＝200.0 g，钩码的质量为m＝10.0 g，打点 计时器的电源为50 Hz的交流电。
实验验证动能定理 ppt课件
小车所受到的合外力做的功=？ 小车所受到的合外力 ------F合=T-f ----W合=（T-f）S
能否简化？有什么措施？
措施一：垫高长木板，平衡f 措施二：令M>>m
N
T
f
G
问题二： 小车的动能改变量？
Ek 12MD 2v12MB 2v
回顾旧识
❖ 动能定理：
1.内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的改变
W合 = ∆EK 2.表达式： W1+W2+W3+….. = EK2-EK1
F合 Scos1 2m2 2v1 2m12v
3.理论推导动能定理：
牛顿第二定律：F=ma……① 运动学：2aS=V²2-V²1……② 功的计算：W=FS……③实验验证动能定理来自第二章第1节：
动能的改变
实验验证动能定理
精品资料
你怎么称呼老师？ 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？
你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ 教师的教鞭
“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ……” “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
FS12m22v12m12v
知识准备
纸带中某点的瞬时速度如何 计算？（f=50Hz）
求VB =？ VD =？ VG =？
B点为AC的中间时刻
V 根据推论： t 2
v
S t
VB
VAC
SAC 2T
实验与探究：恒力做功与动能改变的关系
一、实验装置
定滑轮
小砂桶或者钩码
打点计时器
二、实验中应测量的物理量
动能和动能定理课件(公开课)
速度相同时， 质量越大， 物体的动能 越大
寻找动能的表达式？ 重力做功WG 弹力做功WF ？力做功W 重力势能mgh
1 2 弹性势能 kl 2
动能表达式？
物 体 动 能 的 表 达 式 如 何 确 定
尝试推理
对一定质量的物体
Ek
v
a
F合
请同学们推导出F做功的表达式
结 果 与 思 考
推导结果：
1 2 1 2 W mv2 mv1 2 2
初态和末态的表 1 2 mv ”， 达式均为“ 2 1 2 mv 这个“ ”代表什 2 么？
1、表达式 2、单位：焦耳 3、标量
1 2 EK mv 2
1kg· m2/s2=1N· m=1J
4、状态量，具有相对性
1 1 2 2 W mv2 mv1 2 2
k0
k1
k2
……
w1
w2
w3
wn
1 2 1 2 w1 mv1 mv0 2 2
……
w总 =w1 w 2 w n
1 2 1 2 w2 mv2 mv1 2 2 1 2 1 2 wn mvn mvn 1 2 2
1 2 1 2 mvn mv0 Ek末 -Ek初 2 2
B
定理为我们提供了计算功（往往是变力做功）的一 种新方法，即把变力做功的问题转化为研究过程中 的动能变化。
我们已经知道了： 动能的表达式 1．推导过程 2．动能的表达式 3．动能的单位和标矢性 1 2 mv 4．Ek=
2
动能定理 1．内容：合力在一个过程中对物体所做的 功，等于物体在这个过程中动能的变化． 2．公式表示；W合＝EK2-EK1 3．例题分析得出动能定理的解题步骤
〖2021年整理〗《 动能 动能定理》完整版教学课件PPT
v= 2,ggL,其中mQ,g= ,将v=
代入得F拉=3mg,因为mQ,所以球所受绳的拉力大于Q球m所v2受绳 的拉力,故C项正确。向心加速度a= =2g,所以在轨迹的最L低点,、Q
2gL
两球的向心加速度相同,故D项错误。v2
L
1-2 2015课标Ⅰ,17,6分,★如图,一半径为R、粗糙程度处处相同的半 圆形轨道竖直固定放置,直径的质点自g,g为重力加速度的大小。用W表示 质点从点运 动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则
〖2021年整理〗《 动能 动能定理》完整版教学课 件PPT
考点一 动能定理的理解
一、动能 1定义:物体由于运动而具有的能。
1
2 2公式:E=① mv2 。 3矢标性:动能是② 标量 ,只有正值。 4动能是状态量,而动能的变化量是过程量。
二、动能定理 1内容:③ 合外力 对物体所做的功等于物体④ 动能的变化量 。 2表达式:W=⑤ E2-E1 。 3物理意义:动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体 ⑥ 动能变化量 之间的关系,即合外力做的功是物体⑦ 动能变化 的量度。 4动能定理的适用条件 1动能定理既适用于直线运动,也适用于⑧ 曲线运动 ; 2既适用于恒力做功,也适用于⑨ 变力做功 ; 3力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以⑩ 分阶段作用 。
高中物理涉及变力做功的问题很多,如摩擦力 、空气阻力、弹簧弹
力、机车恒定功率启动时的牵引力等做功问题,通 过动能定理可以分析 此类变力做功问题。
动
能
定
理
的
研
究
对
象
一
般
是
单
一
物
体
,
或者2-来自120
1
5
动能和动能定理ppt课件
过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型，
它由水平轨道和在竖直平面内的二个圆形轨道组成，BC分别是二
个圆形轨道的最低点，半径R1=2m 、 R2=1.4m 。一个质量为
这是本实验的精妙之处
每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？
我们由问题一可以知道：为 了使弹力功的大小与橡皮筋的条 数成正比，因此，每次拉长橡皮 筋的长度应该相等。
小车获得的速度怎样计算？
由于橡皮筋做功而使小车获得的速 度可以由纸带和打点计时器测出。
进行若干次测量，就得到若干组功 和速度的数据
实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮 筋对小车做的功和小车速度的关系？
系列1 线性 (系列1)
2
4
6
8
速度的平方
【误差分析】 1.每个橡皮筋的劲度系数不同和每次拉伸的长度
不完全一致,造成橡皮筋对小车做的功不是整数 倍关系引起误差. 2.不完全平衡摩擦力或平衡摩擦力过大,造成实验 中除橡皮筋的拉力做功外,还有其他力做功,并 由此造成最末阶段纸带上点的间隔不均匀而引 起测量速度的误差.
例 物体在水平恒力F作用下，在水平面上由 静止开始运动位移 s 时撤去F，物体继续前进3 s 后停止运动，若路面情况相同，则物体的摩擦力 是多大？
练习：从距地面25 m高处，以10 m/s 的初速度竖直 下抛一个2 kg 的石块，石块陷入泥土中20 cm 。若不计 空气阻力，求 泥土对石块的平均阻力。
（g取10m/s2）
多过程应用动能定理
例：如图所示，物体在离斜面底线4m处由静止滑下， 若动摩擦因数均为0.5，斜面倾角370，斜面与平面间 由一小段圆弧连接，求物体能在水平面上滑行多远？ A、B连线与水平面间的夹角α是多少？
探究动能定理ppt(新人教版)课件
探究动能定理ppt(新人教版)课件xx年高考物理一轮复习（课件+练习）：实验五探究动能定理1．(多项选择)在用如下图的装置做“探究动能定理”的实验时，以下说法正确的选项是()A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动B．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度答案：ABCF 解析：当小车拉着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，沿长木板方向重力的分力等于摩擦力，即在实验中可消除摩擦力的影响，A正确；由实验原理可知，B、C正确，D错误；使用打点计时器时都必须先接通电源再释放小车，E错误；橡皮筋拉力做的总功等于小车动能的增加，此动能应为小车获得的最大动能，所以用打点计时器打下的纸带来测定的是小车的最大速度，F正确，G 错误．2．(xx·天津理综)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如下图．(1)假设要完成该实验，必需的实验器材还有．(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，他这样做的目的是( )A．防止小车在运动过程中发生抖动B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到适宜的点计算小车速度．在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法：.(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经屡次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．造成这一情况可能的原因是( ) A．在接通电源的同时释放了小车B．小车释放时离打点计时器太近C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力答案：(1)刻度尺、天平(包括砝码) (2)D (3)可在小车上加适量的砝码(或钩码) (4)CD 解析：(1)计算小车的动能变化需用天平测质量；在计算小车通过的位移、小车的瞬时速度时都需用刻度尺测距离．(2)只有绳与板面平行时，才能保证小车运动中与板面间的压力不变，才能保证小车所受摩擦力不变，才能保证平衡摩擦力后绳的拉力等于小车所受合力，故D正确．(3)要增加纸带上所打下点的数目，只有减小小车运动的加速度．在所挂钩码数目不变的情况下只有增大小车的质量，即在车上增加砝码或钩码．(4)当将钩码重力作为小车所受合力时，需满足几个条件：一是摩擦力被平衡，二是绳与板面平行，此二者可保证绳对车的拉力等于车所受合力，但车加速运动时钩码加速下降，钩码重力大于绳上拉力，那么只有当钩码质量远小于小车质量时二者才近似相等，故此情况可能是由C、D原因造成的．3．(xx·福建理综)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲所示)：(1)以下说法正确的选项是( )A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一局部，选取O、A、B、C计数点，打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，那么打B点时小车的瞬时速度大小为m/s.(保存三位有效数字)答案：(1)C (2)0.653解析：(1)平衡摩擦力是让小车重力的下滑分力与摩擦力平衡，故不能挂钩码平衡摩擦力，A错误；本实验中，近似认为小车所受拉力等于钩码的重力，因此应使钩码的质量远小于小车的质量，B错误；实验时，为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器由静止释放，C正确．AC?18.59－5.53?×10(2)vB＝＝ m/s＝0.653 m/s. 2T0.24．为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知，弹簧的弹性势能Ep＝12，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧长度的变化量．某同学就设想用压缩的弹簧推静2止的小球(质量为m)运动来探究这一问题．为了研究方便，把小球放在水平桌面上做实验，让小球在弹力作用下运动，即只有弹簧弹力做功．该同学实验如下：(1)首先进行如图甲所示的实验：将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小球，静止时测得弹簧的伸长量为d.在此步骤中，目的是要确定物理量，用m、d、g表示为．－2(2)接着进行如图乙所示的实验：将这根弹簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球压缩，测得压缩量为x，释放弹簧后，小球被推出去，从高为h的水平桌面上抛出，小球在空中运动的水平距离为L.小球的初动能Ek1＝.小球离开桌面的动能Ek2＝.弹簧对小球做的功W＝(用m、x、d、g表示)．比照W和Ek2－Ek1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”．mgmgL2mgx2：(1)弹簧的劲度系数k (2)0 d4h2d解析：(1)在题图甲所示的实验中，目的是确定弹簧的劲度系数k，由平衡条件得mg＝mgkd，即k＝. d(2)在图乙所示的实验中，小球的初动能E k1 ＝01又根据小球做平抛运动得h＝gt2 2L＝vt11所以Ek2＝v2＝m?22?g2mgL2＝ 4h2h?12mgx2弹簧对小球做的功等于弹性势能的减少，所以W＝kx＝. 22d实验五：探究动能定理一、实验目的1．通过实验探究外力对物体做功与物体速度变化的关系．2．通过分析实验数据，出做功与物体速度的平方的正比例关系．二、实验原理探究功与速度变化的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同的功时物体的速度，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用图1所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加，再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v. 图1三、实验器材小车(前面带小钩)、100 g～200 g砝码、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)，打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器那么不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺．四、实验步骤1．按如图1所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力．2．先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数据记入表格．3．用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格．4．用3条、4条……橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格．五、数据处理先对测量数据进行估计，或者作个W－v草图，大致判断两个量可能是什么关系．如果认为可能是W∝v2，对于每一个速度值算出它的二次方，然后以W为纵坐标、v2为横坐标作图，如果这样作出来的图象是一条直线，说明两者关系真的就是W∝v2.六、误差分析1．误差的主要是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W 与橡皮筋的条数不成正比．2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差．3．利用打点的纸带计算小车的速度时，测量不准会带来误差．七、考前须知1．平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，由打点计时器j打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到木板一个适宜的倾角．2．测小车速度时，应选纸带上点距均匀的局部，也就是选小车做匀速运动时打在纸带上的点．3．橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以一条橡条筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．这是本实验的技巧之一，这里通过转换单位的方法巧妙地解决了这一难题，这也是物理实验中常用的一种思想和手段．(历史上卡文迪许扭秤实验和这里相似)记忆口诀一条皮筋单倍功，多条皮筋功倍增.先开打点计时器，放开小车向前冲.平衡摩擦是关键，每次车位不能变.测量点子均匀处，保证小车是匀速.作出图象看关系，直线图象是正比.探究功与物体速度变化的关系1．关于“探究功与物体速度变化的关系”实验中，以下表达正确的选项是 ( )A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C．放小车的长木板应该尽量使其水平D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出2．在探究功与速度变化的关系实验中，小车会受到阻力，可以使木板倾斜作为补偿．那么下面操作正确的选项是 ( )A．使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可B．使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可C．沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸带上打下的点距均匀即可D．以上说法都不对3．在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，某同学在一次实验中得到了一条如下图的纸带，这条纸带上的点两端较密，中间疏，出现这种情况的原凶可能是 ( )A．电源的频率不稳定B．木板倾斜程度太大C．没有使木板倾斜或倾斜角太小D．小车受到的阻力没有平衡掉4．为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如下图的一条纸带，在A、B、C、D四点中应该选用哪个点的速度才符合要求?5．某学习小组做“探究功与物体速度变化的关系”实验，如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出．沿木板滑行，这时，豫皮筋对小车做的功记为W，，当用2条、3条、?，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、?实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和；(2)木板倾斜的目的是为了(3)假设木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，以下说法正确的选项是 ( )A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线6．某实验小组采用如下图的装置探究“做功与物体速度变化的关系”，图中小车可放置砝码．实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50 Hz(1)实验的局部步骤如下：①在小车放入砝码．把纸带穿过打点计时器，连在小车后端．用细绳连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，小车拖动纸带．打点计时器在纸带上打下一列点，③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操怍．(2)如图是钩码质量为0.03 kg、砝码质量为0．02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表格中的相应位置．(3)在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，做正功，做负功(4)实验小组根据实验数据绘出了图中的图线(其中△v2=v2-v02)，根据图线可获得的结论是．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和．7.为了探究动能定理，在实验室组装了一套如下图的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙。
《动能和动能定理》机械能守恒定律PPT教学课件
解：(1)设斜面长度为 L，物块在水平面上能滑行的距离为 l，由动能 定理得 mgLsin30 - μmgl= 0 - 0 解得：l = 10 m (2)设克服摩擦力所做的功为 W，则 - W = -μmgl 解得：W = 4 J
一、动能的表达式 表达式： 二、动能定理 内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动 能的变化。 表达式：
题4 某雪上项目运动员在一次自由式滑雪空中技巧比赛中，沿“助滑
区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 CJ，他克服阻
力做功100 J，他在此过程中（ ）
A. 动能增加了1 900 J
B. 动能增加了2 000 J
C. 重力势能减小了1 900 J
D. 重力势能减小了2 000 J
【解题通法】 一种力做的功对应着一种形式的能的变化 （1）根据重力做功判断重力势能的变化。 （2）根据合力做功判断动能的变化。
此时W指物体所受所有力的总功
动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况
F阻
FN F
mg
表达式的理解
（1）动能定理中所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是
任何其他的力。
（2）动能定理中的W是指所有作用在物体上的外力的合力做的功，而不
是某一力做的功。 W可以为正功，也可以为负功。
合力做正功时，物体的动能增加 合力做负功时，物体的动能减少
W Fl
v1 情景1
FNF
Gl
F ma
l
v
2 2
v12
2a
v2 F
W
1 2
m v22
1 2
m v12
v1 情景1
FNF Gl
v1 情景2
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丙
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第六章 机械能守恒定律
通 过 图 象可 得 到 的结 论 是 ___________________________ 合外力对物体做的功等于 物体动能的变化量 ， ___________________ 0.111 kg.(保 (4) 若图线的斜率 k＝18，则小车的质量 M＝______
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第六章 机械能守恒定律
2. 利用图象探究物理量间的关系 (1) 利用图象探究物理量间的关系时，首先确定横、纵坐标 轴对应的物理量及单位．
(2) 根据表中数据确定横、纵坐标轴的标度．
(3) 认真描写各坐标点． (4) 先作个Wv草图，大致判断两个量可能是什么关系. 如果 认为可能是 W∝v2 ，对于每一个速度值算出它的二次方，然后 以 W 为纵坐标、 v2 为横坐标作图，如果这样作出来的图象是一
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第六章 机械能守恒定律
5. 注意事项 (1) 平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车重力沿斜 面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，由打点计时 器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木
板一个合适的倾角．
(2) 测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选 小车做匀速运动状态时对应的点． (3) 橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以一条橡皮筋 做的功为单位即可，不必计算出具体数值．
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第六章 机械能守恒定律
基础梳理
1. 实验目的 (1) 通过实验探究外力对物体做功与物体速度变化的关系．
(2) 通过分析实验数据，总结出做功与物体速度的________ 平方
成正比例关系．
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(4) 小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．
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6. 误差分析
橡皮筋的长度、粗细不一 ，使橡 (1) 误差的主要来源是__________________________
皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比．
(2) 没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大．
乙
丙
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第六章 机械能守恒定律
(2) 下列情况中可减小实验误差的操作是 ________ BC ． (填选
项前的字母，可能不止一个选项)
A. 使拉力F要远小于小车的重力 B. 实验时要先平衡摩擦力 C. 要使细绳与滑板表面平行
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第六章 机械能守恒定律
典题演示 2 (2016· 河南开封三模 ) 传感器是一种将非电学 量转换成电信号的检测装置．它是实现自动检测和自动控制的 首要环节．某物理课外活动小组利用力传感器和位移传感器进 一步探究变力作用下的动能定理．如图甲所示，他们用力传感 器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力 F ；用位 移传感器测出小车的位移s和瞬时速度．已知小车质量为200 g.
合适的倾角．
(2) 静止释放：由静止释放小车，小车的动能增量等于小车 的末动能．
(3) 选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分
的，也就是选小车做匀速运动状态的． (4) 规格相同：橡皮筋规格相同时，力对小车做的功以一条 橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．
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第六章 机械能守恒定律
(4) 用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一 次相同，这时橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度
v2，将数据记入表格．
(5) 用3条、4条„橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速 度，记入表格．
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实验四：探究动能定理
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自主能守恒定律
自 主 学 习
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第六章 机械能守恒定律
考纲解读
1. 理解探究动能定理的实验原理．
2. 掌握探究动能定理的数据处理方法． 3. 会分析探究动能定理的实验误差．
(1) 按图所示将实验仪器安装好．
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第六章 机械能守恒定律
(2) 平衡摩擦力：在长木板的有打点计时器的一端下面垫一 块木板，反复移动木板的位置，直至小车上不挂橡皮筋时，纸 间距均匀 ，即小车能匀速运动为止． 带打出的点__________ (3) 先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车 获得的速度 v1，设此时橡皮筋对小车做的功为 W1，将这一组数 据记入表格．
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(3) 合外力对物体做的功等于物体动能的变化量． 1 (4) 由动能定理可得 W＝ M·Δv2，由此可知图象的斜率为 k 2 Δv2 2 2 ＝ W ＝M，由此可求出小车的质量为 m＝k.代入数据可求出小 2 2 车的质量为 M＝k＝ kg＝0.111 kg. 18
(3) 利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误 差．
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考 点 突 破
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实验原理与操作
1. 实验原理的理解
(1) 为使细线的拉力作为小车的合外力，本实验必须平衡小
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2. 实验原理 (1) 不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确 定对小车做功W、2W、3W、„ (2) 由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点 计时器测出，也可以用其他方法测出．这样，进行若干次测
量，就得到若干组功和速度的数据．
(3) 以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，分别以小车获得的速 度 v 、 v2„为横坐标，作出 Wv 、 Wv2„曲线，分析这些曲线， 可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系．
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第六章 机械能守恒定律
② 给小车挂上钩码进行实验．图乙是从多次实验中选出的 一条纸带置于一透明刻度尺上．在纸带上选择起始点 O 及 A 、
B、C、D、E和F七个计数点，可获得各计数点到O的距离s，由
5.03～5.05(在这个范围内都对) 图 乙 读 得 O 到 C 点 的 位 移 为 s3 ＝ __________________________ cm.
2. 1.22 ________m/s
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(3) 计算出打点计时器打下A、B、„、E时小车瞬时速度的 平 方 v 、 „ 、 v ， 然 后 分 别 求 出 v 、 „ 、 v 与 v 的 差 值 Δv 、 Δv、„、Δv，最后计算出小车通过sAB、sBC、„、sDE的位移时 钩码重力对小车做的功 W1 、 W2 、„、 W4 ，最后得到了如图丙 所示的Δv2W图象．
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3. 实验器材 小车(前面带小钩)、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁 钉 ) 、打点计时器及纸带、学生电源及导线 ( 使用电火花计时器 刻度尺 时不用学生电源)、5～6条相同的橡皮筋、________.
4. 实验步骤
车的摩擦力． (2) 平衡摩擦力时，轻推小车，只要纸带上点间距相等，小 车做匀速运动即可完成．
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2. 实验操作的注意事项 (1) 平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下 的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，由打点计时器打在 纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个
条直线，说明两者关系真的就是W∝v2.
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第六章 机械能守恒定律
3. 减小误差的方法 类型 偶然 产生原因 小车速度的测量误差 摩擦力做功 橡皮筋的长度、粗细 不一 减小方法 多次测量s，求平均值 平衡摩擦力适当 选规格相同的橡皮筋
误差
系统 误差
甲
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第六章 机械能守恒定律
(1) 某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图乙所示，速 度v随位移 s变化规律如图丙所示．利用所得的 Fs 图象，求出s ＝0.30 m到0.52 m过程中力F做功W＝________J ，此过程动能 0.18 的变化ΔEk＝________J ．(保留两位有效数字) 0.17
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第六章 机械能守恒定律
【解析】(1) 利用所得的 Fs 图象， 求出 s＝0.30 m 到 0.52 m 1.00＋0.60×0.22 过程中力 F 做功 W＝ J＝0.18 J；此过程动能 2 1 的变化 ΔEk＝ ×0.2×(1.24)2 J＝0.17 J．(2) 实验时要先平衡摩 2 擦力和使细绳与滑板表面平行可以减少实验误差， 故 B、 C 正确， 不需要满足拉力 F 要远小于小车的重力，故 A 错误．