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外力做功学习教育课件PPT


4.3 探究外力做功与物 体动能变化的关系 §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 知识回顾: 1、如何理解功能关系? 2、怎样理解“功是能量转化的量度”? 3、什么叫动能?物体的动能大小与哪些因素 有关? 4、动能的表达式是怎样的? 表达式中的速度是指平均速度还是瞬时速度? 5、怎样计算重力所做的功? §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 “陆战之王”新“杀手”:“动能导弹”亮 相美军 §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 美军的“动能导弹” 速度达到了1524m/s, 弹头不采用炸药和引信,只装备一枚硬度极高 的“钨长杆穿透器”。从发射到击中目标的飞 行时间在5秒钟之内。能够穿透目前所有的装 甲系统。 从科学的意义上讲,动能导弹原理并不复 杂,如同陨石能击穿地球表面的石头,只不过 因为动能很大而已! 那么,怎样获得很大的动能呢? 动能的变化和做功有什么样的定量关系呢? §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 从做功的角度谈一谈以下问题: 1、出站的列车,速度越来越快,它的动能为什 么增加? 2、进站的列车,速度越来越慢,它的动能为什 么减少? 3、匀速行驶的列车,它的动能为什么不变? 想一想 动能的变化应该是由什么力的功决定的? §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 猜一猜 物体动能的变化与合外力对它做的功可能 存在什么样的定量关系? 实验目的 探究合外力做功与物体动能变化的关系? §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 实验筹划 1、实验需要测量哪些物理量? 2、有哪几个物理量会很难测量? 3、怎样设计一个最简单的实验来进行研究? 实验方法 利用打点计时器研究自由落体运动中重力 做功与物体动能变化的关系? §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 实验原理和数据 1、重力做功: WG ? mgh ——h用刻度尺测量 1 2、动能的变化: ?E k ? mv 2 2 s1 ? s 2 ——v用 v t ? v = 2 2T 计算 3、质量m不用测量 §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 实验器材 打点计时器、纸带、重锤、铁架台、刻度尺 实验步骤 1、把打点计时器按装在铁架台上。 2、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好,另一 端穿过计时器的限位孔,用手竖提起纸带使重 锤停靠在计时器附近。 3、接通电源,松开纸带,让重锤自由下落。 4、重复三次,挑选点迹清晰的纸带使用。 §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 数据及计算 O 0.77 A 1.75 B 3.11 C 4.87 设重锤质量为m 过程 Ⅰ(O ?A) 下落距离 h(cm) 1.75 重力做功 W(J) 0.172m 末速度 v(ms-1) 0.585 动能增量 ΔEk(J) 0.171m Ⅱ(0?B) Ⅲ(O ?C) 实验结论: 3.11 4.87 0.305m 0.780 0.304m 在误差允许的范围内,可以认为外力对物体所做 的功等于物体动能的变化。 §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 误差分析 1、本实验中系统误差的主要来源是什么? 2、为什么重力做的功总是略大于重锤动能的 增量? 另外要注意: 计算时所选的计数点应尽量远离纸带上的 第一点,以减小测量和计算的误差。 §4· 3 探究外力做功与物体动能变化的关系 理论推导一 如图所示,质量为m的物体,在一恒定拉力 F作用下,沿光滑的水

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