3.1 探究动能变化跟做功的关系

小为4 m/s，在这段时间里水平力做的功为( A )
A.0 B.8 J C.16 J D.32 J
解析：水平力做的功等于动能的增量，速度的大小不变， 则动能的增量为0，所以水平力做功为零。
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3.放在光滑水平面上的某物体，在水平恒力F的作用下，由 静止开始运动，在其速度由0增加到v和由v增加到2v的两个 阶段中，F对物体所做功之比为 ( C )
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1.质量一定的物体（ BC ）
A.速度发生变化时，动能一定发生变化 B.速度发生变化时，动能不一定发生变化 C.速度不变时，其动能一定不变 D.动能不变时，速度一定不变 解析：速度是矢量，速度变化可能是方向改变，大小不
变，此时物体的动能不变。
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2.一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑的水平 面上向左滑行。从某一时刻起，在滑块上作用一向右的 水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大
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2.结论： 恒定的牵引力对汽车做的功等于汽车动能的增量。 3.推广： 前面的推导是以恒力对汽车做功为例进行的，进一步的 推导证明，对于变力做功和多个力做功，多个运动过程
的情况同样有类似的结论，这就是动能定理。
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4.动能定理
（1）内容：外力对物体所做的功等于物体动能的增量。
（2）公式： W E
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解析：
由牛顿第二定律： F
f ma
2 2 2 1
v v 由运动学公式： a 2s 1 2 1 2 联立可得：( F f ) s mv2 mv1 2 2
即：W外=Ek2－Ek1=△Ek
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6.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实 验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计 时器所用的学生电源.打点计时器、导线、复写纸、纸带、 小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线绕过滑轮挂上
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阅读课本相关内容思考 1.怎样确定恒力的大小和物体的位移？ 用钩码的重力来表示滑块受到的拉力，为了减小误差，可 以用气垫导轨来减小摩擦，并让钩码的质量远小于滑块的 质量。用刻度尺测量滑块初末位置间的距离得到位移。 2.怎样测定滑块的速度？ 通过光电门测定滑块通过的时间，用游标卡尺测定挡光 片的宽度，计算滑块的速度。
A ）
A．如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做 的功一定为零
B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零
C．如果物体在合外力作用下做变速运动，则动能一定变 化 D．如果物体的动能不变，则所受的合外力必定为零
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5.质量为m的物体，在一恒定拉力F的作用下，以速度v1开 始沿水平面运动，经位移s后速度增加到v2，已知物体与 水平面之间的摩擦力恒为f，试导出外力做功与物体动能 变化的关系。
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3.怎样处理数据验证结论？ 计算做功和对应的动能增量并列表进行观察比较。 把得到的数据画到图像中，研究W与v2、质量m的关系。 进行实验，收集数据。
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实验步骤： 1.按照课本图示安装好装置，并调节气垫导轨使滑块
刚好在导轨上做匀速直线运动。
2.测量滑块和钩码的质量，要选择合适的钩码，使钩 码的质量m远小于滑块的质量M。 3.让钩码牵引滑块从静止开始加速，并记录开始运 动的位置坐标x1和光电门所在处的位置坐标x2.以及
滑块经过光电门所用的时间t，用游标卡尺测量挡
光片的宽度D。
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4.改变光电门的位置，再测量几组数据。
5.比较mg（x2-x1）与
结论：
MD 2 的关系。 2 2t
在误差范围内，钩码重力做的功等于滑块动能的增量。
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案例分析： 一颗质量为40g的子弹以100m/s的速度击穿苹果。子弹穿 过苹果后，速度降为60m/s。问子弹击穿苹果前后的动能
第3章
动能的变化与机械功
3.1 探究动能变化跟做功的关系
1
1.掌握动能的概念和动能定理。 2.会利用实验探究外力做功与动能变化的关系。 3.理解探究学习的一般程序和方法，培养分析推理的能 力。
2
3
汽车启动时，在牵引力的作用下行驶了一段距离，牵引
力做了功，汽车的动能发生了变化，那么汽车动能的变 化和做功有什么关系呢？
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二.动能
1.分析：
动能定理
（1）Fs 是功的计算式，代表汽车行驶距离s的过程 中牵引力 F 所做的功。
1 2 （2）物理学中把 mv 叫做物体的动能， 2 用符号Ek表示，即 Ek 1 mv 2 . 2
2 （3） mv2 mv12 反映了汽车从初状态到末状态的动
1 2
1 2
能变化，称为汽车动能的增量。
变化了多少？苹果对子弹做了多少功？
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解析： 已知子弹m=40g=4.0×10-2kg ,初速度v1=100m/s,末速度 v2=60m/s，由动能定理可知苹果对子弹做的功为
1 2 1 2 W Ek Ek 2 Ek1 mv2 mv1 2 2
带入数据得W=-128J， 所以动能减小了128J，苹果对子弹做了-128J的功。
k
。
（3）说明：某个物理量的增量等于末状态对应的量值减
去初状态对应的量值，增量不一定是正值，负值表示该物 理量减小了，但这个差值仍叫做增量。
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三.实验探究
能否通过实验验证恒力做功与物体动能变化的关系呢？ 制定计划与设计实验: 1.怎样计算恒力做功？ 确定恒力的大小，测量在恒力作用下发生的位移。 2.怎样计算物体动能的变化？ 测量物体的质量和运动速度。
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一.从汽车的动能变化谈起
假设有一辆质量为m的汽车，在恒定的牵引力F作用下行驶， 速度由v1增加到v2，相应的行驶距离为s。那么，在此过 程中，汽车的加速度多大？汽车运动的速度v1,v2跟牵引
力F、距离s的关系是怎样的？
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由牛顿第二定律： 由运动学公式： a
F ma
2 2 2 1
v v 2s 联立可得： Fs 1 mv 2 1 mv 2 2 1 2 2
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.1∶4
1 2 解析：W1 mv 2 1 1 2 3 2 2 W2 m(2v) mv mv 2 2 2 1 2 3 2 W1 : W2 mv : mv 1 : 3 2 2
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4.下列关于运动物体所受的合外力.合外力做功和动能变 化的关系，正确的是（