粤教版高中物理必修 2 第四章 机械能与能源整章教案第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系名师导航重点与剖析一、动能定理:一个物理过程中,物体受到的各个外力对物体做功的代数和等于物体动能的改变量
设初动能为 Ek1,末动能为 Ek2,则:W 总 = △Ek = Ek2-Ek1 (11)或 (12)运用步骤:1、 选择研究对象,明确要研究的是哪一段物理过程
2、 做好研究对象的受力分析,分析并计算各个力做的功,求这些功的代数和
3、 分析研究对象在初、末状态的动能
4、 根据动能定律列出方程求解
注意:在中学范围内,上述动能定律只用于单个物体(要求能被看成质点)的情形
二、物体动能的变化是所有外力共同作用的结果,或者说动能的变化可以用外力做的总功来量度
(12)式的左边是从初状态到末状态的过程中,所有外力对物体做的总功,(12)式的右边要求是末、初两状态时物体的动能差(必须是末状态减初状态),而从初状态到末状态的过程,则没有任何限制
可以是单一的过程,也可以是多段单一过程组成的复杂过程,既可以是恒力作用的过程,也可以是变力作用的过程
动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间,因此应用它来处理问题往往比较方便
问题与探究问题 1 通过上一节的学习,我们已经知道,做功的过程实质就是能量变化的过程,重力势能的变化是由重力做功引起的,弹性势能的变化是由弹力做功引起的,那么,物体动能的变化是由什么力做功引起的
动能的变化在数值上是否也等于某个力做的功
对于课本 P65 的“实验与探究”中的实验,你能否简单地叙述出实验的原理
探究思路: 以一段简单运动(比如粗糙水平面上拉着物体做匀变速直线运动)为例,直接推导出动能变化量的表达式
问题 2 通过本节的学习,能否找到新的方法求变力做的功
探究思路:本章第一节中,我们曾用微积分的方法求变力做的功,实际上也是按功的定义直接计算的