高三第一輪機(jī)械能復(fù)習(xí)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1高三第一輪機(jī)械能復(fù)習(xí)高三第一輪機(jī)械能復(fù)習(xí) 本章時間安排共本章時間安排共1616課時：課時： 第一單元第一單元: :功功率功功率第二單元：第二單元：動能動能勢能勢能共共1 1課時；課時； 第三單元：第三單元：探究動能定理實驗探究動能定理實驗1 1課時；課時； 第四單元：第四單元：驗證機(jī)械能守恒定律實驗驗證機(jī)械能守恒定律實驗1 1課時。課時。 練習(xí)講解及課堂練習(xí)練習(xí)講解及課堂練習(xí)1313課時。課時。 練習(xí)講解及課堂練習(xí)分成三段練習(xí)講解及課堂練習(xí)分成三段15分鐘：第分鐘：第一個一個15分鐘講例題；第二個分鐘講例題；第二個15分鐘做練習(xí)并上分鐘做練習(xí)并上交；第三個交；第三個15講解剛才做的練習(xí)

2、。講解剛才做的練習(xí)。第1頁/共80頁1 1、功的物理意義：功是物體能量轉(zhuǎn)化的、功的物理意義：功是物體能量轉(zhuǎn)化的量度，即功總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化。量度，即功總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化。第一單元功功率第一單元功功率一、功一、功它包含幾層意思：它包含幾層意思：(1)(1)做功的過程是能量的轉(zhuǎn)化過程；做功的過程是能量的轉(zhuǎn)化過程；(2)(2)能量轉(zhuǎn)化要通過做功來實現(xiàn)；能量轉(zhuǎn)化要通過做功來實現(xiàn)；(3)(3)能量轉(zhuǎn)化的多少可以由做功的多少來衡能量轉(zhuǎn)化的多少可以由做功的多少來衡量。量。第2頁/共80頁4 4計算式：計算式：W WFscosFscos ，式中式中F F為恒力為恒力，是是F F與的夾角，與的夾角，s s一般都

3、是指物體對地的一般都是指物體對地的位移。位移。3 3、定義：力和物體在力的方向上的位移、定義：力和物體在力的方向上的位移的乘積稱為力對物體做的功。的乘積稱為力對物體做的功。2 2、做功的兩個不可缺少的因素：力和物、做功的兩個不可缺少的因素：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，二者缺一不可體在力的方向上發(fā)生的位移，二者缺一不可。第3頁/共80頁5 5、功的單位：在國際單位制中，功的單、功的單位：在國際單位制中，功的單位是位是 焦耳焦耳( (符號為符號為J)J)，1 N1 Nm m1J1J。6 6、對、對W WFscosFscos的討論：的討論：(1)(1)當(dāng)當(dāng)0 0 90 90時，時，W W0 0，

4、力對物體，力對物體做正功；做正功；(2)(2)當(dāng)當(dāng)9090時，時，W W0 0，力對物體不做功；，力對物體不做功；(3)(3)當(dāng)當(dāng)9090180180時，時，W W0 0，力對物，力對物體做負(fù)功，又可說物體克服這個力做功。體做負(fù)功，又可說物體克服這個力做功。第4頁/共80頁7 7、各種力做功的特點：、各種力做功的特點：(2) (2) 向心力與洛侖茲力：向心力與洛侖茲向心力與洛侖茲力：向心力與洛侖茲力不做功。（要舉非勻速圓周運(yùn)動的例子）力不做功。（要舉非勻速圓周運(yùn)動的例子）(1)(1)重力與電場力：只跟初末位置有關(guān)，重力與電場力：只跟初末位置有關(guān)，與運(yùn)動路徑無關(guān)。與運(yùn)動路徑無關(guān)。(3) (3)

5、一對相互作用力：由于相互作用力是一對相互作用力：由于相互作用力是作用在兩個不同的物體上，產(chǎn)生的位移效果沒作用在兩個不同的物體上，產(chǎn)生的位移效果沒有必然的聯(lián)系，故作用力與反作用力做的功可有必然的聯(lián)系，故作用力與反作用力做的功可以兩個都是正功，也可以兩個都是負(fù)功，還可以兩個都是正功，也可以兩個都是負(fù)功，還可以一正一負(fù)，甚至一個做功，另外一個力不做以一正一負(fù)，甚至一個做功，另外一個力不做功（各舉例說明）。功（各舉例說明）。第5頁/共80頁(4) (4) 摩擦力：無論是滑動摩擦力還是靜摩摩擦力：無論是滑動摩擦力還是靜摩擦力做功，都跟物體運(yùn)動的路徑有關(guān)，它們可擦力做功，都跟物體運(yùn)動的路徑有關(guān)，它們可以做

6、正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。當(dāng)摩擦力的大小不變而方向發(fā)生變化時，當(dāng)摩擦力的大小不變而方向發(fā)生變化時，摩擦力做的功可以用摩擦力乘以路程來計算。摩擦力做的功可以用摩擦力乘以路程來計算。 （各舉例說明）。（各舉例說明）。特別需要說明的是：計算因滑動摩擦力做特別需要說明的是：計算因滑動摩擦力做功而產(chǎn)生的熱量時，位移是用相對位移而非對功而產(chǎn)生的熱量時，位移是用相對位移而非對地位移。如物體在傳送帶上運(yùn)動，產(chǎn)生的熱量地位移。如物體在傳送帶上運(yùn)動，產(chǎn)生的熱量用摩擦力乘以物體相對皮帶運(yùn)動的位移。用摩擦力乘以物體相對皮帶運(yùn)動的位移。第6頁/共80頁 類別類別比較比較靜摩

7、擦力靜摩擦力滑動摩擦力滑動摩擦力不不同同點點相同點：兩種摩擦力都可以對物體做正功、負(fù)功，還可以不做功。相同點：兩種摩擦力都可以對物體做正功、負(fù)功，還可以不做功。能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化方面方面在靜摩擦力做在靜摩擦力做功的過程中，唯有功的過程中，唯有機(jī)械能從一個物體機(jī)械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。為其他形式的能。( (即靜摩擦力起著即靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用傳遞機(jī)械能的作用) )。一對摩一對摩擦力做擦力做功方面功方面一對靜摩擦一對靜摩擦力所做功的力所做功的代數(shù)和等于代數(shù)和等于零。零。一對相互作用的滑動摩擦力一對相互作用的滑動摩擦力對物體

8、系統(tǒng)所做的總功，等于摩對物體系統(tǒng)所做的總功，等于摩擦力與相對路程的乘積，即擦力與相對路程的乘積，即W1=-W1=-fsfs相表示物體克服摩擦力做功，相表示物體克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能。系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能。1 1、相互摩擦的物體通過摩、相互摩擦的物體通過摩擦力做功，將部分機(jī)械能從擦力做功，將部分機(jī)械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。2 2、部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機(jī)械，此部分能量就是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量。能的損失量。第7頁/共80頁8 8、功的理解、功的理解(1)(1)功是標(biāo)量，也是過程量正功表示對功是標(biāo)量，也是過

9、程量正功表示對物體做功的力是動力；負(fù)功表示對物體做功的物體做功的力是動力；負(fù)功表示對物體做功的力是阻力力是阻力(2)(2)功不是能量，而是能量轉(zhuǎn)化的量度；功不是能量，而是能量轉(zhuǎn)化的量度；能量是表征物體做功本領(lǐng)的物理量。能量是表征物體做功本領(lǐng)的物理量。(3)(3)某個力某個力F F對物體所做的功，只由這個力對物體所做的功，只由這個力F F和物體在這個力作用時間內(nèi)發(fā)生的位移和物體在這個力作用時間內(nèi)發(fā)生的位移s s以及力以及力F F與與s s間夾角間夾角完全決定，而與物體做何種運(yùn)動，完全決定，而與物體做何種運(yùn)動，其他力的作用都無關(guān)。其他力的作用都無關(guān)。第8頁/共80頁1 1功率的定義式：功率的定義式

10、：P P_._.2 2功率的物理意義：功率是描述做功快慢功率的物理意義：功率是描述做功快慢的物理量的物理量3 3平均功率和瞬時功率平均功率和瞬時功率(1)(1)平均功率：平均功率：P P 或或P PF Fcoscos ( (為物體對地的平均速度，為物體對地的平均速度，F(xiàn) F必須為恒力，必須為恒力，為為F F與與v v的夾角的夾角) )(2)(2)瞬時功率：瞬時功率：P P F Fcoscos (v (v為物體對為物體對地的瞬時速度，地的瞬時速度，為為F F與與v v的夾角的夾角) )二、功率二、功率第9頁/共80頁對公式對公式P PF F的說明：的說明：（1 1）對于機(jī)車來說，若機(jī)車以的功率恒

11、）對于機(jī)車來說，若機(jī)車以的功率恒定，則定，則F F與成反比，即牽引力大則速度小，與成反比，即牽引力大則速度小，如汽車上坡時換用慢速檔。如汽車上坡時換用慢速檔。（2 2）以恒定功率起動的運(yùn)動過程中，加）以恒定功率起動的運(yùn)動過程中，加速度速度a a，不斷減小，所以汽車達(dá)到最大速度時，不斷減小，所以汽車達(dá)到最大速度時a=0a=0，F(xiàn)=f,P=FvF=f,P=Fvm m=fv=fvm m。第10頁/共80頁第二單元動能勢能第二單元動能勢能1 1、定義：物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能、定義：物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能。2 2、動能的表達(dá)式：、動能的表達(dá)式：E Ek k3 3、動能的單位：焦耳。、動能的單

12、位：焦耳。一、動能一、動能第11頁/共80頁4 4、可以從以下幾個方面理解動能的概念、可以從以下幾個方面理解動能的概念：(2)(2)動能是狀態(tài)量，描述的是物體在某一動能是狀態(tài)量，描述的是物體在某一時刻的運(yùn)動狀態(tài)。一定質(zhì)量的物體在運(yùn)動狀態(tài)時刻的運(yùn)動狀態(tài)。一定質(zhì)量的物體在運(yùn)動狀態(tài)( (瞬時速度瞬時速度) )確定時，確定時，E Ek k有惟一確定的值，速度有惟一確定的值，速度變化時，動能不一定變化，但動能變化時，速變化時，動能不一定變化，但動能變化時，速度一定變化。度一定變化。(1)(1)動能是標(biāo)量，動能的取值可以為正值動能是標(biāo)量，動能的取值可以為正值或零，但不會為負(fù)值或零，但不會為負(fù)值第12頁/共

13、80頁(5)(5)具有動能的物體可以克服阻力做功。具有動能的物體可以克服阻力做功。物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動速度越大，它的動能也物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動速度越大，它的動能也就越大，能克服阻力對外做功越多。就越大，能克服阻力對外做功越多。(4)(4)物體的動能不會發(fā)生突變，它的改變需物體的動能不會發(fā)生突變，它的改變需要一個過程，這個過程是外力對物體做功的過要一個過程，這個過程是外力對物體做功的過程或物體克服外力做功的過程。程或物體克服外力做功的過程。(3)動能具有相對性，由于瞬時速度與參考動能具有相對性，由于瞬時速度與參考系有關(guān)，所以系有關(guān)，所以Ek也與參考系有關(guān)，在高中，動也與參考系有關(guān)，在高中，動能公

14、式中速度都要以地面作參考系。能公式中速度都要以地面作參考系。第13頁/共80頁二、重力勢能和彈性勢能二、重力勢能和彈性勢能1 1重力勢能重力勢能(1)(1)重力做功的特點：重力做功的特點：重力做功跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)，只跟重力做功跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)，只跟始末位置的高度差有關(guān)。始末位置的高度差有關(guān)。重力做功不引起物體機(jī)械能的變化。重力做功不引起物體機(jī)械能的變化。(2)(2)重力勢能重力勢能概念：地球上的物體由于受到重力的作概念：地球上的物體由于受到重力的作用而具有的跟它的高度有關(guān)的能，叫重力勢能用而具有的跟它的高度有關(guān)的能，叫重力勢能。表達(dá)式：表達(dá)式：EpEpmghmgh第14頁/共80頁重力

15、勢能有正負(fù)，由于重力勢能是標(biāo)量，重力勢能有正負(fù)，由于重力勢能是標(biāo)量，其正負(fù)表示勢能的大小。其正負(fù)表示勢能的大小。(3)(3)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：重力重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：重力對物體做正功，重力勢能就減少；重力對物體對物體做正功，重力勢能就減少；重力對物體做負(fù)功，重力勢能就增加。做負(fù)功，重力勢能就增加。2 2彈性勢能彈性勢能(1)(1)概念：彈簧由于發(fā)生形變而具有的能叫概念：彈簧由于發(fā)生形變而具有的能叫彈性勢能彈性勢能(2)(2)大?。簭椥詣菽艿拇笮∨c彈簧的勁度系大?。簭椥詣菽艿拇笮∨c彈簧的勁度系數(shù)和伸長量有關(guān)。數(shù)和伸長量有關(guān)。 Ep kx221第15頁/共80頁3 3、重力勢

16、能的理解、重力勢能的理解(1)(1)重力勢能公式中重力勢能公式中h h的含義的含義重力勢能公式重力勢能公式E Ep pmghmgh中的中的h h是物體的重心到是物體的重心到參考面參考面( (零勢能面零勢能面) )的高度，是個狀態(tài)量當(dāng)?shù)母叨龋莻€狀態(tài)量當(dāng)h h在在參考面的上方時，參考面的上方時，h h為正，重力勢能也為正當(dāng)為正，重力勢能也為正當(dāng)h h在參考面的下方時，在參考面的下方時，h h為負(fù)，重力勢能也為負(fù)為負(fù)，重力勢能也為負(fù)。在自由落體運(yùn)動中，由在自由落體運(yùn)動中，由h h gtgt2 2可知可知h h是指是指在時間在時間t t內(nèi)下降的高度，是過程量故二者不能內(nèi)下降的高度，是過程量故二者不能

17、混為一談?；鞛橐徽?。第16頁/共80頁(2)(2)共有性：重力勢能為物體和地球這個共有性：重力勢能為物體和地球這個系統(tǒng)所共有，但我們習(xí)慣上都說成物體具有多系統(tǒng)所共有，但我們習(xí)慣上都說成物體具有多少重力勢能；彈性勢能也是系統(tǒng)共同具有的，少重力勢能；彈性勢能也是系統(tǒng)共同具有的，一般情況我們所說一般情況我們所說“彈簧的彈性勢能彈簧的彈性勢能”實際上實際上是彈簧與相連的物體所共同具有的勢能。是彈簧與相連的物體所共同具有的勢能。第17頁/共80頁(3)(3)相對性：重力勢能具有相對性，處于相對性：重力勢能具有相對性，處于同一位置的一個物體，如果選擇的參考面在物同一位置的一個物體，如果選擇的參考面在物體的

18、上方，則重力勢能為負(fù)，如果選擇的參考體的上方，則重力勢能為負(fù)，如果選擇的參考面在物體的下方，則重力勢能為正因而，要面在物體的下方，則重力勢能為正因而，要確定重力勢能須首先確定參考面選擇地面為確定重力勢能須首先確定參考面選擇地面為參考面不用說明參考面不用說明但是，同一物體在兩個不同位置的重力勢但是，同一物體在兩個不同位置的重力勢能之差卻是不變的，只與兩位置的高度差能之差卻是不變的，只與兩位置的高度差h h有有關(guān)，與參考面的選擇無關(guān)關(guān)，與參考面的選擇無關(guān)彈性勢能一般取形變量彈性勢能一般取形變量x x0 0為參考面為參考面第18頁/共80頁第二單元動能勢能第二單元動能勢能1 1、定義：物體由于運(yùn)動而

19、具有的能叫動能、定義：物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能。2 2、動能的表達(dá)式：、動能的表達(dá)式：E Ek k3 3、動能的單位：焦耳。、動能的單位：焦耳。一、動能一、動能第19頁/共80頁4 4、可以從以下幾個方面理解動能的概念、可以從以下幾個方面理解動能的概念：(2)(2)動能是狀態(tài)量，描述的是物體在某一動能是狀態(tài)量，描述的是物體在某一時刻的運(yùn)動狀態(tài)。一定質(zhì)量的物體在運(yùn)動狀態(tài)時刻的運(yùn)動狀態(tài)。一定質(zhì)量的物體在運(yùn)動狀態(tài)( (瞬時速度瞬時速度) )確定時，確定時，E Ek k有惟一確定的值，速度有惟一確定的值，速度變化時，動能不一定變化，但動能變化時，速變化時，動能不一定變化，但動能變化時，速度一定變化

20、。度一定變化。(1)(1)動能是標(biāo)量，動能的取值可以為正值動能是標(biāo)量，動能的取值可以為正值或零，但不會為負(fù)值或零，但不會為負(fù)值第20頁/共80頁(5)(5)具有動能的物體可以克服阻力做功。具有動能的物體可以克服阻力做功。物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動速度越大，它的動能也物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動速度越大，它的動能也就越大，能克服阻力對外做功越多。就越大，能克服阻力對外做功越多。(4)(4)物體的動能不會發(fā)生突變，它的改變需物體的動能不會發(fā)生突變，它的改變需要一個過程，這個過程是外力對物體做功的過要一個過程，這個過程是外力對物體做功的過程或物體克服外力做功的過程。程或物體克服外力做功的過程。(3)動能具有相對性

21、，由于瞬時速度與參考動能具有相對性，由于瞬時速度與參考系有關(guān)，所以系有關(guān)，所以Ek也與參考系有關(guān)，在高中，動也與參考系有關(guān)，在高中，動能公式中速度都要以地面作參考系。能公式中速度都要以地面作參考系。第21頁/共80頁二、重力勢能和彈性勢能二、重力勢能和彈性勢能1 1重力勢能重力勢能(1)(1)重力做功的特點：重力做功的特點：重力做功跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)，只跟重力做功跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)，只跟始末位置的高度差有關(guān)。始末位置的高度差有關(guān)。重力做功不引起物體機(jī)械能的變化。重力做功不引起物體機(jī)械能的變化。(2)(2)重力勢能重力勢能概念：地球上的物體由于受到重力的作概念：地球上的物體由于受到重力的作用

22、而具有的跟它的高度有關(guān)的能，叫重力勢能用而具有的跟它的高度有關(guān)的能，叫重力勢能。表達(dá)式：表達(dá)式：EpEpmghmgh第22頁/共80頁重力勢能有正負(fù)，由于重力勢能是標(biāo)量，重力勢能有正負(fù)，由于重力勢能是標(biāo)量，其正負(fù)表示勢能的大小。其正負(fù)表示勢能的大小。(3)(3)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：重力重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：重力對物體做正功，重力勢能就減少；重力對物體對物體做正功，重力勢能就減少；重力對物體做負(fù)功，重力勢能就增加。做負(fù)功，重力勢能就增加。2 2彈性勢能彈性勢能(1)(1)概念：彈簧由于發(fā)生形變而具有的能叫概念：彈簧由于發(fā)生形變而具有的能叫彈性勢能彈性勢能(2)(2)大小：彈性勢

23、能的大小與彈簧的勁度系大?。簭椥詣菽艿拇笮∨c彈簧的勁度系數(shù)和伸長量有關(guān)。數(shù)和伸長量有關(guān)。 Ep kx221第23頁/共80頁3 3、重力勢能的理解、重力勢能的理解(1)(1)重力勢能公式中重力勢能公式中h h的含義的含義重力勢能公式重力勢能公式E Ep pmghmgh中的中的h h是物體的重心到是物體的重心到參考面參考面( (零勢能面零勢能面) )的高度，是個狀態(tài)量當(dāng)?shù)母叨?，是個狀態(tài)量當(dāng)h h在在參考面的上方時，參考面的上方時，h h為正，重力勢能也為正當(dāng)為正，重力勢能也為正當(dāng)h h在參考面的下方時，在參考面的下方時，h h為負(fù)，重力勢能也為負(fù)為負(fù)，重力勢能也為負(fù)。在自由落體運(yùn)動中，由在自由落

24、體運(yùn)動中，由h h gtgt2 2可知可知h h是指是指在時間在時間t t內(nèi)下降的高度，是過程量故二者不能內(nèi)下降的高度，是過程量故二者不能混為一談。混為一談。第24頁/共80頁(2)(2)共有性：重力勢能為物體和地球這個共有性：重力勢能為物體和地球這個系統(tǒng)所共有，但我們習(xí)慣上都說成物體具有多系統(tǒng)所共有，但我們習(xí)慣上都說成物體具有多少重力勢能；彈性勢能也是系統(tǒng)共同具有的，少重力勢能；彈性勢能也是系統(tǒng)共同具有的，一般情況我們所說一般情況我們所說“彈簧的彈性勢能彈簧的彈性勢能”實際上實際上是彈簧與相連的物體所共同具有的勢能。是彈簧與相連的物體所共同具有的勢能。第25頁/共80頁(3)(3)相對性：重

25、力勢能具有相對性，處于相對性：重力勢能具有相對性，處于同一位置的一個物體，如果選擇的參考面在物同一位置的一個物體，如果選擇的參考面在物體的上方，則重力勢能為負(fù)，如果選擇的參考體的上方，則重力勢能為負(fù)，如果選擇的參考面在物體的下方，則重力勢能為正因而，要面在物體的下方，則重力勢能為正因而，要確定重力勢能須首先確定參考面選擇地面為確定重力勢能須首先確定參考面選擇地面為參考面不用說明參考面不用說明但是，同一物體在兩個不同位置的重力勢但是，同一物體在兩個不同位置的重力勢能之差卻是不變的，只與兩位置的高度差能之差卻是不變的，只與兩位置的高度差h h有有關(guān)，與參考面的選擇無關(guān)關(guān)，與參考面的選擇無關(guān)彈性勢能

26、一般取形變量彈性勢能一般取形變量x x0 0為參考面為參考面第26頁/共80頁1 1、內(nèi)容：合外力對物體所做的功，等、內(nèi)容：合外力對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。于物體在這個過程中動能的變化。第三單元動能定理第三單元動能定理2 2、動能定理的理解、動能定理的理解(1)(1)動能定理是把過程量動能定理是把過程量( (做功做功) )和狀態(tài)量和狀態(tài)量( (動能動能) )聯(lián)系在一起的物理規(guī)律，它表示了過聯(lián)系在一起的物理規(guī)律，它表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。(2)(2)動能定理的研究對象是動能定理的研究對象是單一物體單一物體，或，或者可以看成單一物體

27、的物體系。者可以看成單一物體的物體系。所有的物理量所有的物理量均以地面為參考系。均以地面為參考系。第27頁/共80頁(3)(3)作用在物體上的力無論是什么性質(zhì)作用在物體上的力無論是什么性質(zhì)的力、無論是恒力還是變力，無論物體作直的力、無論是恒力還是變力，無論物體作直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動，動能定理都適用。線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動，動能定理都適用。(4)(4)動能定理表達(dá)式是一個標(biāo)量式，不動能定理表達(dá)式是一個標(biāo)量式，不能在某一個方向上應(yīng)用動能定理。能在某一個方向上應(yīng)用動能定理。3 3、應(yīng)用動能定理時要注意的幾個問題、應(yīng)用動能定理時要注意的幾個問題(1)(1)在分析物體受力時，要考慮物體受到在分析物體受力時，

28、要考慮物體受到的所有力，包括重力的所有力，包括重力第28頁/共80頁(2)(2)動能定理中的位移、速度各物理量都動能定理中的位移、速度各物理量都選地面為參考系選地面為參考系(3)(3)計算時應(yīng)把各已知功的正、負(fù)號代入計算時應(yīng)把各已知功的正、負(fù)號代入動能定理表達(dá)式，如果有的力是變力，則設(shè)動能定理表達(dá)式，如果有的力是變力，則設(shè)一個功的符號代替進(jìn)行列式，求出其值一個功的符號代替進(jìn)行列式，求出其值( (正值正值表示正功，負(fù)值表示負(fù)功表示正功，負(fù)值表示負(fù)功) )(4)(4)過程復(fù)雜又不需研究中間狀態(tài)時，可過程復(fù)雜又不需研究中間狀態(tài)時，可以把多個過程看作一個全過程進(jìn)行研究應(yīng)用動以把多個過程看作一個全過程進(jìn)

29、行研究應(yīng)用動能定理更方便能定理更方便第29頁/共80頁(5)(5)如果研究過程中物體受力情況有變?nèi)绻芯窟^程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個階段做的功，運(yùn)化，要分別寫出該力在各個階段做的功，運(yùn)用所有外力對物體做功的代數(shù)和等于物體系用所有外力對物體做功的代數(shù)和等于物體系統(tǒng)動能的變化進(jìn)行列式解答。統(tǒng)動能的變化進(jìn)行列式解答。(6)(6)恒力作用下的物體運(yùn)動問題，凡不涉恒力作用下的物體運(yùn)動問題，凡不涉及加速度和時間及其運(yùn)動過程的具體細(xì)節(jié)，及加速度和時間及其運(yùn)動過程的具體細(xì)節(jié)，可優(yōu)先運(yùn)用動能定理求解?？蓛?yōu)先運(yùn)用動能定理求解。第30頁/共80頁4 4、應(yīng)用動能定理解題的基本思路、應(yīng)用動能定理解題

30、的基本思路(1)(1)確定研究對象和研究過程確定研究對象和研究過程( (是分段還是分段還是全過程是全過程) )；(2)(2)分析研究對象受力情況和各個力的分析研究對象受力情況和各個力的做功情況，受哪些力？每個力是否做功？做做功情況，受哪些力？每個力是否做功？做正功還是負(fù)功？做多少功？然后求各個力做正功還是負(fù)功？做多少功？然后求各個力做功的代數(shù)和；功的代數(shù)和；(3)(3)明確物體在過程始末狀態(tài)的動能明確物體在過程始末狀態(tài)的動能 和和 ；(4)(4)按照動能定理按照動能定理W W1 1W W2 2 列式求解列式求解第31頁/共80頁5 5、解力學(xué)綜合題的基本步驟、解力學(xué)綜合題的基本步驟（1 1）對

31、物體的運(yùn)動過程和受力進(jìn)行分析。）對物體的運(yùn)動過程和受力進(jìn)行分析。（2 2）根據(jù)所分析的運(yùn)動過程運(yùn)用相應(yīng)的物）根據(jù)所分析的運(yùn)動過程運(yùn)用相應(yīng)的物理規(guī)律列式求解。理規(guī)律列式求解。直線運(yùn)動，可用運(yùn)動學(xué)知識、牛頓定律、直線運(yùn)動，可用運(yùn)動學(xué)知識、牛頓定律、動能定理、動量守恒等知識。一般來說，動量動能定理、動量守恒等知識。一般來說，動量守恒定律適用于系統(tǒng)，而運(yùn)動學(xué)、牛頓定律、守恒定律適用于系統(tǒng)，而運(yùn)動學(xué)、牛頓定律、動能定理適用于單個物體。動能定理適用于單個物體。圓周運(yùn)動和拋體運(yùn)動可運(yùn)用相應(yīng)的公式和圓周運(yùn)動和拋體運(yùn)動可運(yùn)用相應(yīng)的公式和牛頓定律、動能定理。牛頓定律、動能定理。第32頁/共80頁特別說明特別說明1

32、、計算因滑動摩擦力做功而產(chǎn)生的熱量時、計算因滑動摩擦力做功而產(chǎn)生的熱量時，位移是用相對位移而非對地位移。如物體在，位移是用相對位移而非對地位移。如物體在傳送帶上運(yùn)動，產(chǎn)生的熱量用摩擦力乘以物體傳送帶上運(yùn)動，產(chǎn)生的熱量用摩擦力乘以物體相對皮帶運(yùn)動的位移。相對皮帶運(yùn)動的位移。2 2、動能定理用于單一物體，所有的物理、動能定理用于單一物體，所有的物理量均以地面為參考系。量均以地面為參考系。第33頁/共80頁第四單元第四單元實驗：探究外力做功與物體動能變化的關(guān)實驗：探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系系1 1、實驗?zāi)康摹嶒災(zāi)康?1)(1)通過實驗，探究功與物體速度變化的通過實驗，探究功與物體速度變化的關(guān)

33、系。關(guān)系。(2)(2)了解探究功與物體速度變化關(guān)系的原了解探究功與物體速度變化關(guān)系的原理。理。第34頁/共80頁2 2實驗原理實驗原理實驗裝置如上圖所示，在砝碼盤中加放實驗裝置如上圖所示，在砝碼盤中加放砝碼并釋放砝碼盤，木塊將在砝碼盤對它的砝碼并釋放砝碼盤，木塊將在砝碼盤對它的拉力及長木板對它的摩擦力作用下做勻加速拉力及長木板對它的摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動在紙帶記錄的物體運(yùn)動的勻加速階段運(yùn)動在紙帶記錄的物體運(yùn)動的勻加速階段，適當(dāng)間隔地取兩個點，適當(dāng)間隔地取兩個點A A、B.B.只要取計算一小只要取計算一小段位移的平均速度即可確定段位移的平均速度即可確定A A、B B兩點各自的兩點各自的速度速度

34、v vA A、v vB B，再數(shù)出，再數(shù)出A A、B B兩點的時間間隔兩點的時間間隔t t。第35頁/共80頁根據(jù)根據(jù)a a ， 算出加速度算出加速度a a，根據(jù)牛頓，根據(jù)牛頓第二定律第二定律F F合合mama算出算出F F合合，在這段過程中物體運(yùn)，在這段過程中物體運(yùn)動的距離動的距離s s可通過運(yùn)動紙帶測出，我們可即算可通過運(yùn)動紙帶測出，我們可即算出合外力做的功。出合外力做的功。第36頁/共80頁另一方面，此過程中物體動能的變化量為另一方面，此過程中物體動能的變化量為 ，通過比較，通過比較W W和和E Ek k的值，就的值，就可以找出兩者之間的關(guān)系可以找出兩者之間的關(guān)系在木塊運(yùn)動到長木板的中間

35、位置時，用手在木塊運(yùn)動到長木板的中間位置時，用手托住砝碼盤，砝碼盤不再對木塊有拉力木塊托住砝碼盤，砝碼盤不再對木塊有拉力木塊將在長木板的摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動，外將在長木板的摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動，外力對物體做負(fù)功。同樣的，我們在紙帶記錄的力對物體做負(fù)功。同樣的，我們在紙帶記錄的物體運(yùn)動的勻減速階段取兩個有一定間隔的點物體運(yùn)動的勻減速階段取兩個有一定間隔的點C C、D D，測出各自的速度，測出各自的速度v vC C、v vD D，第37頁/共80頁根據(jù)根據(jù) ，求出加速度，求出加速度a a，進(jìn)而求出合外，進(jìn)而求出合外力力F F合合，并算出外力所做的功，并算出外力所做的功W W，另一方面，物，

36、另一方面，物體動能的變化為體動能的變化為 比較比較W W和和E Ek k的值，尋找兩者的關(guān)系。的值，尋找兩者的關(guān)系。3 3實驗器材實驗器材長木板長木板( (一端帶滑輪一端帶滑輪) )、刻度尺、打點計時、刻度尺、打點計時器、紙帶、導(dǎo)線、電源、小車、細(xì)線、砝碼盤器、紙帶、導(dǎo)線、電源、小車、細(xì)線、砝碼盤、砝碼、天平。、砝碼、天平。第38頁/共80頁4 4實驗步驟及數(shù)據(jù)處理實驗步驟及數(shù)據(jù)處理(1)(1)用天平測出木塊的質(zhì)量把器材按圖裝用天平測出木塊的質(zhì)量把器材按圖裝置好紙帶固定在木塊中間的方孔內(nèi)。置好紙帶固定在木塊中間的方孔內(nèi)。(2)(2)把木塊放在打點計時器附近，用手按住把木塊放在打點計時器附近，用

37、手按住。往砝碼盤中加砝碼接通打點計時器電源，。往砝碼盤中加砝碼接通打點計時器電源，讓它工作放開木塊，讓它做加速運(yùn)動。當(dāng)木讓它工作放開木塊，讓它做加速運(yùn)動。當(dāng)木塊運(yùn)動到木板中點時，用手托住砝碼盤，讓木塊運(yùn)動到木板中點時，用手托住砝碼盤，讓木塊在木板摩擦力作用下做減速運(yùn)動當(dāng)木塊到塊在木板摩擦力作用下做減速運(yùn)動當(dāng)木塊到達(dá)定滑輪處達(dá)定滑輪處( (或靜止或靜止) )時，斷開電源。時，斷開電源。第39頁/共80頁(3)(3)取下紙帶，在紙帶上反映物體加速運(yùn)動取下紙帶，在紙帶上反映物體加速運(yùn)動和減速運(yùn)動的兩部分點跡中較理想的一段，如和減速運(yùn)動的兩部分點跡中較理想的一段，如下圖所示，分別各取兩點下圖所示，分別

38、各取兩點( (其間點跡數(shù)不少于其間點跡數(shù)不少于9 9點點) )。量出。量出s sA A、s sB B、s sC C、s sD D和和s sABAB、s sCDCD。由。由s sA A、s sB B、s sC C、s sD D及相應(yīng)的時間間隔及相應(yīng)的時間間隔t(t(如如0.080.08秒秒) )，算，算出出v vA A、v vB B，利用，利用v vA A、v vB B和和A A、B B間的時間間隔間的時間間隔t tABAB求出求出A A、B B間木塊運(yùn)動的加速度間木塊運(yùn)動的加速度a aABAB；同法求出；同法求出a aCDCD。則木塊質(zhì)量。則木塊質(zhì)量m m與與a aABAB、a aCDCD的乘

39、積分別表示在的乘積分別表示在ABAB段和段和CDCD段木塊受的合力。段木塊受的合力。第40頁/共80頁(4)(4)根據(jù)實驗結(jié)果填好下表，看根據(jù)實驗結(jié)果填好下表，看W W與與E Ek k是是否相等。否相等。第41頁/共80頁加速階段加速階段減速階段減速階段物體的質(zhì)量物體的質(zhì)量( (kgkg) )mm計數(shù)點附近的位移計數(shù)點附近的位移( (m m) )sA、sBsC、sD各計數(shù)點處的速度各計數(shù)點處的速度( (m m/ /s s) )vA、vBvC、vD兩記數(shù)點間的時間間隔兩記數(shù)點間的時間間隔( (s s) )tABtCD運(yùn)動的加速度運(yùn)動的加速度( (m m/ /s s2 2) )aABaCD木塊受的

40、合力木塊受的合力ma(ma(N N) )FABFCD計數(shù)點間的位移計數(shù)點間的位移( (m m) )sABsCD合外力的功合外力的功W(W(J J) )W1W2木塊的動能增量木塊的動能增量E Ek k( (J J) )Ek1Ek2第42頁/共80頁(5)(5)重新取計數(shù)點，重復(fù)步驟重新取計數(shù)點，重復(fù)步驟(3)(3)和和(4)(4)，再驗證一次再驗證一次5 5誤差分析誤差分析(1)(1)木塊與桌面的粗糙程度不固定造成實木塊與桌面的粗糙程度不固定造成實驗的誤差驗的誤差(2)(2)利用打點計時器上打出的紙帶讀位移利用打點計時器上打出的紙帶讀位移或計算速度時，測量不準(zhǔn)確帶來誤差或計算速度時，測量不準(zhǔn)確帶

41、來誤差第43頁/共80頁練習(xí)練習(xí)1 1、在、在“探究動能定理探究動能定理”的實驗中，的實驗中，某同學(xué)按下列步驟進(jìn)行：某同學(xué)按下列步驟進(jìn)行：把實驗器材按下圖安裝好把實驗器材按下圖安裝好第44頁/共80頁把木塊放在打點計時器附近，用手按住把木塊放在打點計時器附近，用手按住。往砝碼盤中加砝碼接通打點計時器電源，。往砝碼盤中加砝碼接通打點計時器電源，待其正常工作后放開木塊，讓它做勻加速運(yùn)動待其正常工作后放開木塊，讓它做勻加速運(yùn)動。當(dāng)木塊運(yùn)動到木板長的。當(dāng)木塊運(yùn)動到木板長的1/21/2左右時，用手托左右時，用手托住砝碼盤，讓木塊在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)住砝碼盤，讓木塊在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動。當(dāng)木塊到

42、達(dá)定滑輪處動。當(dāng)木塊到達(dá)定滑輪處( (或靜止或靜止) )時，斷開電時，斷開電源。源。取下紙帶，在紙帶上反映物體加速運(yùn)動取下紙帶，在紙帶上反映物體加速運(yùn)動和減速運(yùn)動的兩部分點跡中較理想的一段，分和減速運(yùn)動的兩部分點跡中較理想的一段，分別各取兩點別各取兩點( (其間點跡數(shù)不少于其間點跡數(shù)不少于9 9點點) )，如圖所，如圖所示。示。第45頁/共80頁采集數(shù)據(jù)，利用紙帶上提供的信息分析采集數(shù)據(jù)，利用紙帶上提供的信息分析，得出結(jié)論。，得出結(jié)論。問題：問題：(1)(1)實驗中需不需要用天平測出木實驗中需不需要用天平測出木塊質(zhì)量塊質(zhì)量m m的具體數(shù)值？的具體數(shù)值？（2 2 ）假設(shè)在減速階段也符合動能定理，

43、）假設(shè)在減速階段也符合動能定理，試由紙帶上的信息寫出計算木塊與桌面間的動試由紙帶上的信息寫出計算木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)的表達(dá)式。摩擦因數(shù)的表達(dá)式。第46頁/共80頁(3)(3)利用紙帶上提供的信息進(jìn)行分析時，利用紙帶上提供的信息進(jìn)行分析時，若以若以A A點為中間時刻，量出包含點為中間時刻，量出包含A A點的點的一小段時間一小段時間t(t(如如0.080.08s s) )內(nèi)的位移為內(nèi)的位移為S SA A，則，則v vA A_，同理可確定，同理可確定v vB B_。設(shè)從設(shè)從A A至至B B的時間為的時間為t tABAB，在木塊加速，在木塊加速過程中，加速度過程中，加速度a aABAB_._.木塊

44、所受的合木塊所受的合外力為外力為F FABAB_._.測量測量A A、B B間的位移間的位移S SABAB，試寫出木塊加速過程中外力做功與動能，試寫出木塊加速過程中外力做功與動能變化的可能關(guān)系式變化的可能關(guān)系式：。第47頁/共80頁答案：答案：(1)需要需要(2)第48頁/共80頁練習(xí)練習(xí)2 2、如下圖所示，是某研究性學(xué)習(xí)小、如下圖所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時，橡皮筋對小彈出，沿木板滑行的情形，這時，橡皮筋對小車做的功

45、記為車做的功記為W. W. 當(dāng)我們用當(dāng)我們用2 2條、條、3 3條條完全完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2 2次、第次、第3 3次次實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放. . 小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出。的紙帶測出。第49頁/共80頁(1)(1)除了圖中的已給出的實驗器材外，還除了圖中的已給出的實驗器材外，還需要的器材有需要的器材有_；第50頁/共80頁(2)(2)實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運(yùn)動，應(yīng)采取的措施是運(yùn)動，應(yīng)采取的措施是

46、_；(3)(3)每次實驗得到的紙帶上的點并不都是每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的帶的_部分進(jìn)行測量；部分進(jìn)行測量；(4)(4)下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表，請將第下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表，請將第2 2次、第次、第3 3次次實驗中橡皮筋做的功填寫在對實驗中橡皮筋做的功填寫在對應(yīng)的位置；應(yīng)的位置；第51頁/共80頁橡皮筋橡皮筋做的功做的功W W1010個間個間隔的距隔的距離離S(S(m m) )1010個間個間隔的時隔的時間間T(T(s s) )小車獲小車獲得的速得的速度度v vn n( (m m/ /s s) )小車

47、速小車速度的平度的平方方v(v(m m/ /s s) )2 21 10.2000.2000.20.22 20.2800.2800.20.23 30.3400.3400.20.24 40.4000.4000.20.25 50.4500.4500.20.2第52頁/共80頁(5)(5)從理論上講，橡皮筋做的功從理論上講，橡皮筋做的功W Wn n和物體和物體速度速度v vn n變化的關(guān)系應(yīng)是變化的關(guān)系應(yīng)是W Wn n_. _. 請你運(yùn)用請你運(yùn)用數(shù)據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在下圖所示的坐標(biāo)系中作數(shù)據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在下圖所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象驗證理論的正確性；出相應(yīng)的圖象驗證理論的正確性；第53頁/共80頁

48、(6)(6)若在實驗中你做出的圖線與理論的推若在實驗中你做出的圖線與理論的推測不完全一致，你處理這種情況的做法是：測不完全一致，你處理這種情況的做法是：_第54頁/共80頁答案：答案：(1)(1)刻度尺刻度尺(2)(2)把木板的末端墊起適當(dāng)高度以平衡摩擦力。把木板的末端墊起適當(dāng)高度以平衡摩擦力。(3)(3)點距均勻點距均勻(4)2W(4)2W3W3W4W4W5W5W(5)v2n(5)v2n圖象如下圖所示：圖象如下圖所示：(6)(6)分析誤差來源或改進(jìn)試驗方案或測量手段，分析誤差來源或改進(jìn)試驗方案或測量手段，重新進(jìn)行試驗。重新進(jìn)行試驗。第55頁/共80頁練習(xí)練習(xí)3 3、在用如下圖所示的裝置做、在

49、用如下圖所示的裝置做“探究探究動能定理動能定理”的實驗中，下列說法正確的是的實驗中，下列說法正確的是( () )第56頁/共80頁A A通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值。數(shù)值。B B通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值。數(shù)值。C C通過打點計時器打下的紙帶來測定小車通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度。加速過程中獲得的最大速度。D D通過打點計時器打下的紙帶來測定小車通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度。加速過程中獲得的平均速度。第57頁/共80頁解析：解析：因為條數(shù)增大到因

50、為條數(shù)增大到N N條，當(dāng)橡皮筋被拉條，當(dāng)橡皮筋被拉至同樣的長度時，做功也增大到至同樣的長度時，做功也增大到NWNW；若填成；若填成“長度長度”是錯誤的，因為長度成倍增大，但夾角是錯誤的，因為長度成倍增大，但夾角變了，力不是成倍增大，故無法確定功；速度變了，力不是成倍增大，故無法確定功；速度也不能填也不能填“平均平均”速度，因為動能定理中做功速度，因為動能定理中做功對應(yīng)的是動能的瞬時值，針對其變化量改變橡對應(yīng)的是動能的瞬時值，針對其變化量改變橡皮筋的長度會改變兩個拉力的夾角，這樣無法皮筋的長度會改變兩個拉力的夾角，這樣無法確定后來拉力做的功確定后來拉力做的功答案：答案：ACAC第58頁/共80頁

51、練習(xí)練習(xí)4 4、物體在、物體在空中下落的過程中，空中下落的過程中，重力做正功，物體的重力做正功，物體的動能越來越大，為了動能越來越大，為了“探究重力做功和物探究重力做功和物體動能變化的定量關(guān)體動能變化的定量關(guān)系系”，我們提供了如，我們提供了如圖所示的實驗裝置。圖所示的實驗裝置。第59頁/共80頁如圖如示，質(zhì)量為如圖如示，質(zhì)量為m m的小球在重力的小球在重力mgmg作用作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的_，通過光電門時的通過光電門時的_，試探究重力做的功，試探究重力做的功_與小球動能變化量與小球動能變化量_的定量關(guān)系的定量關(guān)系(1)(1)某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識結(jié)合

52、右圖設(shè)計某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識結(jié)合右圖設(shè)計一個本實驗情景的命題：一個本實驗情景的命題：請在空格處填寫物理量的名稱和對請在空格處填寫物理量的名稱和對應(yīng)符號；在空格處填寫數(shù)學(xué)表達(dá)式應(yīng)符號；在空格處填寫數(shù)學(xué)表達(dá)式第60頁/共80頁(2)(2)某同學(xué)根據(jù)上述命題進(jìn)行如下操作并測某同學(xué)根據(jù)上述命題進(jìn)行如下操作并測出如下數(shù)字出如下數(shù)字用天平測定小球的質(zhì)量為用天平測定小球的質(zhì)量為0.50 0.50 kgkg；用游標(biāo)尺測出小球的直徑為用游標(biāo)尺測出小球的直徑為10.0 10.0 mmmm；用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為離為82.80 82.80 cmcm；電磁鐵先通電，讓

53、小球吸在開始端；電磁鐵先通電，讓小球吸在開始端；電磁鐵斷電時，小球自由下落；電磁鐵斷電時，小球自由下落；在小球經(jīng)過光電門時間內(nèi)，計時裝置記在小球經(jīng)過光電門時間內(nèi)，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為下小球經(jīng)過光電門所用時間為2.502.5010103 3s s，由，由此可算得小球經(jīng)過光電門的速度為此可算得小球經(jīng)過光電門的速度為_m m/ /s s. .第61頁/共80頁計算得出重力做的功為計算得出重力做的功為_J J，小，小球動能變化量為球動能變化量為_J J(g(g取取9.8 9.8 m m/ /s s2 2，結(jié)，結(jié)果保留三位數(shù)字果保留三位數(shù)字) )(3)(3)試根據(jù)試根據(jù)(2)(2)下好本

54、實驗的結(jié)論：下好本實驗的結(jié)論：_答案答案：(1)(1)位移位移s s瞬時速度瞬時速度v vmgsmgs (2)(2)4.04.04.014.014.004.00(3)(3)在誤差允許范圍內(nèi)，重力做的功等于物在誤差允許范圍內(nèi)，重力做的功等于物體動能的變化量體動能的變化量第62頁/共80頁第五單元實驗：驗證機(jī)械能守恒定律第五單元實驗：驗證機(jī)械能守恒定律1 1、實驗?zāi)康模候炞C機(jī)械能守恒定律、實驗?zāi)康模候炞C機(jī)械能守恒定律2 2實驗原理實驗原理：只有重力做功的情況下，物體的重力勢能只有重力做功的情況下，物體的重力勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能守恒，利和動能可以相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能守恒，利用儀器記

55、錄下物體自由下落的高度用儀器記錄下物體自由下落的高度h h及計算出及計算出瞬時的速度瞬時的速度v v，從而驗證物體在自由下落過程，從而驗證物體在自由下落過程中，重力勢能減少量中，重力勢能減少量E Ep pmghmgh與物體動能的與物體動能的增加量增加量 相等。相等。第63頁/共80頁物體做自由落體運(yùn)動時，只受重力的作用物體做自由落體運(yùn)動時，只受重力的作用，機(jī)械能守恒。即物體重力勢能的減少等于動，機(jī)械能守恒。即物體重力勢能的減少等于動能的增加，設(shè)物體質(zhì)量為能的增加，設(shè)物體質(zhì)量為m m，利用打點計時器，利用打點計時器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度在紙帶上記錄下物體自由下落的高度h h，計算，計算

56、出瞬時速度出瞬時速度v v，則重力勢能的減少量，則重力勢能的減少量E Ep pmghmgh，動能的增加量，動能的增加量E Ek k mvmv，比較，比較E Ep p和和E Ek k在誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，從而驗證在誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，從而驗證機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能守恒定律。2第64頁/共80頁3 3實驗器材實驗器材鐵架臺鐵架臺( (帶鐵夾帶鐵夾) )，打點計時器，重錘，打點計時器，重錘( (帶帶紙帶夾子紙帶夾子) )，紙帶數(shù)條，復(fù)寫紙片，導(dǎo)線，毫米，紙帶數(shù)條，復(fù)寫紙片，導(dǎo)線，毫米刻度尺，學(xué)生電源刻度尺，學(xué)生電源( (交流交流4 46 6V V) )4 4實驗步驟與數(shù)據(jù)實驗步驟與數(shù)據(jù)處

57、理處理(1)(1)如下圖所示，把如下圖所示，把打點計時器安裝好，連打點計時器安裝好，連接好電路；接好電路；第65頁/共80頁(2)(2)將紙帶穿過打點計時器，紙帶下端用夾子將紙帶穿過打點計時器，紙帶下端用夾子與重物與重物( (鉤碼或另選用重錘鉤碼或另選用重錘) )相連，手提紙帶上端使相連，手提紙帶上端使重物靜止在靠近打點計時器的地方，保持紙帶豎直重物靜止在靠近打點計時器的地方，保持紙帶豎直；(3)(3)接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打下一系列的點；計時器就在紙帶上打下一系列的點；(4)(4)更換紙帶，重復(fù)實驗幾次，從打出的紙帶更換紙帶，

58、重復(fù)實驗幾次，從打出的紙帶中挑出第一、二點間距離接近中挑出第一、二點間距離接近2 2 mmmm，且點跡清晰的，且點跡清晰的一條紙帶，如下圖所示；一條紙帶，如下圖所示；(5)(5)在所選紙帶的第一個點跡旁標(biāo)上在所選紙帶的第一個點跡旁標(biāo)上0 0，然后在紙，然后在紙帶上選取五個連續(xù)點標(biāo)上帶上選取五個連續(xù)點標(biāo)上1 1、2 2、3 3、4 4、5 5，用刻度尺，用刻度尺量出各點到量出各點到0 0點的距離點的距離h h1 1、h h2 2、h h3 3、h h4 4、h h5 5；第66頁/共80頁(6)(6)用公式用公式 計算計算2 2、3 3、4 4各點對應(yīng)的各點對應(yīng)的瞬時速度；瞬時速度；(7)(7)

59、計算計算2 2、3 3、4 4各點對應(yīng)的重力勢能減少量各點對應(yīng)的重力勢能減少量mghmghn n和動能增加量和動能增加量 ，進(jìn)行比較，得出結(jié)論，進(jìn)行比較，得出結(jié)論5 5誤差分析及減少誤差的做法誤差分析及減少誤差的做法(1)(1)由于測長度帶來的誤差屬于偶然誤差，減少由于測長度帶來的誤差屬于偶然誤差，減少誤差的方法一是測距離都應(yīng)從誤差的方法一是測距離都應(yīng)從0 0點量起，二是多測幾點量起，二是多測幾次取平均值次取平均值(2)(2)實際上重物和紙帶下落過程中要克服阻力實際上重物和紙帶下落過程中要克服阻力( (主主要是打點計時器的阻力要是打點計時器的阻力) )做功，故動能的增加量做功，故動能的增加量E

60、 Ek k必必定稍小于重力勢能的減少量定稍小于重力勢能的減少量E Ep p，這是屬于系統(tǒng)誤差，這是屬于系統(tǒng)誤差為了減小空氣阻力和紙帶所受阻力的影響，選擇為了減小空氣阻力和紙帶所受阻力的影響，選擇的重物應(yīng)密度較大，安裝打點計時器應(yīng)保持兩限位孔的重物應(yīng)密度較大，安裝打點計時器應(yīng)保持兩限位孔在同一條豎直線上或選用電火花計時器在同一條豎直線上或選用電火花計時器第67頁/共80頁紙帶數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵是求出重物下落的高度紙帶數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵是求出重物下落的高度h h和和到達(dá)某點的瞬時速度到達(dá)某點的瞬時速度v vn n，h h為某點到起始點為某點到起始點O O的距離，的距離，n n點的速度等于點的速度等于(n(