2018-2019學(xué)年高中物理 第3章 動(dòng)能的變化與機(jī)械功 3.1 探究動(dòng)能變化跟做功的關(guān)系學(xué)案 滬科版必修2.doc
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3.1 探究動(dòng)能變化跟做功的關(guān)系 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.理解動(dòng)能的概念,會(huì)根據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式計(jì)算物體的動(dòng)能.2.能從牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式導(dǎo)出動(dòng)能定理,理解動(dòng)能定理的物理意義.3.能應(yīng)用動(dòng)能定理解決簡(jiǎn)單的問題.4.掌握探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的實(shí)驗(yàn)方法. 一、動(dòng)能、動(dòng)能定理 1.動(dòng)能 (1)定義:物理學(xué)中把mv2叫做物體的動(dòng)能. (2)表達(dá)式:Ek=mv2. (3)動(dòng)能是標(biāo)量(填“標(biāo)量”或“矢量”),是狀態(tài)(填“過程”或“狀態(tài)”)量. (4)單位:動(dòng)能的國(guó)際單位是焦耳,簡(jiǎn)稱焦,用符號(hào)J表示. 2.動(dòng)能定理 (1)內(nèi)容:外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量. (2)表達(dá)式:W=ΔEk. (3)說明:ΔEk=Ek2-Ek1.Ek2為物體的末動(dòng)能,Ek1為物體的初動(dòng)能. 二、恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系 1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(如圖1): 圖1 所使用的器材有:氣墊導(dǎo)軌、滑塊、光電門、計(jì)時(shí)器、氣源、刻度尺、細(xì)繩、鉤碼等. 2.制定計(jì)劃: (1)直接驗(yàn)證:逐一比較力對(duì)物體所做的功與物體動(dòng)能增量的大小之間的關(guān)系. (2)用圖像驗(yàn)證:根據(jù)W=mv2,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出W與v2及W與m的關(guān)系圖像. [即學(xué)即用] 1.判斷下列說法的正誤. (1)某物體的速度加倍,它的動(dòng)能也加倍.() (2)兩質(zhì)量相同的物體,動(dòng)能相同,速度一定相同.() (3)合外力做功不等于零,物體的動(dòng)能一定變化.(√) (4)物體的速度發(fā)生變化,合外力做功一定不等于零.() (5)物體的動(dòng)能增加,合外力做正功.(√) 2.一個(gè)質(zhì)量為0.1 kg的球在光滑水平面上以5 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),與豎直墻壁碰撞以后以原速率被彈回,若以初速度方向?yàn)檎较?,則小球碰墻前后速度的變化為________,動(dòng)能的變化為________. 答案?。?0 m/s 0 一、對(duì)動(dòng)能和動(dòng)能定理的理解 [導(dǎo)學(xué)探究] 1.一質(zhì)量為m的物體在光滑的水平面上,在水平拉力F作用下運(yùn)動(dòng),速度由v1增加到v2的過程通過的位移為s,則v1、v2、F、s的關(guān)系是怎樣的? 答案 根據(jù)牛頓第二定律F=ma 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式a= 由此得Fs=mv22-mv12. 2.從推導(dǎo)結(jié)果知,水平力F做的功等于什么量的變化?這個(gè)量與物體的什么因素有關(guān)? 答案 水平力F做的功等于物體動(dòng)能的變化,動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān). [知識(shí)深化] 1.對(duì)動(dòng)能Ek=mv2的理解 (1)動(dòng)能是標(biāo)量,沒有負(fù)值,與物體的速度方向無關(guān). (2)動(dòng)能是狀態(tài)量,具有瞬時(shí)性,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(或某一時(shí)刻的速度)相對(duì)應(yīng). (3)動(dòng)能具有相對(duì)性,選取不同的參考系,物體的速度不同,動(dòng)能也不同,一般以地面為參考系. (4)物體動(dòng)能的變化量是末動(dòng)能與初動(dòng)能之差,即ΔEk=mv22-mv12,若ΔEk>0,則表示物體的動(dòng)能增加,若ΔEk<0,則表示物體的動(dòng)能減少. 2.對(duì)動(dòng)能定理W=ΔEk的理解 (1)動(dòng)能定理的實(shí)質(zhì) ①動(dòng)能定理揭示了合外力對(duì)物體做功與物體動(dòng)能的變化之間的定量關(guān)系和因果聯(lián)系,合外力做功是因,動(dòng)能變化是果.動(dòng)能的改變可由合外力做的功來度量. ②合外力對(duì)物體做了多少功,物體的動(dòng)能就變化多少.合外力做正功,物體的動(dòng)能增加;合外力做負(fù)功,物體的動(dòng)能減少. (2)動(dòng)能定理的適用范圍:動(dòng)能定理是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的,對(duì)于外力是變力、物體做曲線運(yùn)動(dòng)、物體經(jīng)歷多過程的情況同樣適用. 例1 下列關(guān)于動(dòng)能的說法正確的是( ) A.兩個(gè)物體中,速度大的動(dòng)能也大 B.某物體的速度加倍,它的動(dòng)能也加倍(物體的質(zhì)量不變) C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)能保持不變 D.某物體的動(dòng)能保持不變,則速度一定不變 答案 C 解析 動(dòng)能的表達(dá)式為Ek=mv2,即物體的動(dòng)能大小由質(zhì)量和速度大小共同決定,速度大的物體的動(dòng)能不一定大,故A錯(cuò)誤;速度加倍,物體(質(zhì)量不變)的動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍,故B錯(cuò)誤;質(zhì)量一定時(shí),速度只要大小保持不變,動(dòng)能就不變,故C正確,D錯(cuò)誤. 例2 在光滑水平面上,質(zhì)量為2 kg的物體以2 m/s的速度向東運(yùn)動(dòng),若對(duì)它施加一向西的力使它停下來,則該外力對(duì)物體做的功是( ) A.16 J B.8 J C.-4 J D.0 答案 C 解析 根據(jù)動(dòng)能定理W=mv22-mv12=0-222 J=-4 J,選項(xiàng)C正確. 二、實(shí)驗(yàn)探究:恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系 [導(dǎo)學(xué)探究] 觀察分別用如圖2甲、乙兩套實(shí)驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系,思考下面問題: 圖2 以上兩套實(shí)驗(yàn)操作有何不同之處? 答案 甲圖用的是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 乙圖用的是光電門 [知識(shí)深化] 1.探究思路 探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系,需要測(cè)量不同的力在不同的過程中做的功和對(duì)應(yīng)的物體動(dòng)能的變化量,這就需要測(cè)出物體的受力、力作用的距離和這段距離上物體的初、末速度以及物體的質(zhì)量等物理量,其中比較難測(cè)量的是物體在各個(gè)位置的速度,可借助光電門較準(zhǔn)確地測(cè)出,也可借助紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來測(cè)量. 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行探究 裝置如圖2乙所示,所使用的器材有氣墊導(dǎo)軌、滑塊、計(jì)時(shí)器、氣源、刻度尺、細(xì)繩、鉤碼等. 3.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)用天平測(cè)出滑塊的質(zhì)量m. (2)按圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置. (3)平衡摩擦力,將氣墊導(dǎo)軌(或長(zhǎng)木板)沒有滑輪的一端適當(dāng)抬高,輕推滑塊,使滑塊能做勻速運(yùn)動(dòng). (4)讓滑塊通過細(xì)繩連接鉤碼(或小沙桶),使鉤碼(或小沙桶)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,滑塊在細(xì)線的拉力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng),由于鉤碼(或小沙桶)質(zhì)量很小,可以認(rèn)為滑塊所受拉力F的大小等于鉤碼(或小沙桶)所受重力的大?。? (5)釋放滑塊,滑塊在細(xì)繩的拉力作用下運(yùn)動(dòng),用光電門(或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)記錄滑塊的運(yùn)動(dòng)情況,求出滑塊的速度v1和v2(若分析滑塊從靜止開始的運(yùn)動(dòng),v1=0),并測(cè)出滑塊相應(yīng)的位移s. (6)驗(yàn)證Fs=mv22-mv12,在誤差允許范圍內(nèi)成立即可. 例3 某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”.如圖3所示,他們將拉力傳感器固定在小車上,用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連,用拉力傳感器記錄小車受到的拉力的大?。谒阶烂嫔舷嗑?0.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器,記錄小車通過A、B時(shí)的速度大?。≤囍锌梢苑胖庙来a. 圖3 (1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下: ①測(cè)量________和拉力傳感器的總質(zhì)量M1,把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過定滑輪與鉤碼相連;正確連接所需電路. ②將小車停在C點(diǎn),接通電源,________,小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B時(shí)的速度. ③在小車中增加砝碼,重復(fù)②的操作. (2)下表是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù),其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和,|v22-v12|是兩個(gè)速度傳感器所記錄速度的平方差,可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量ΔEk,F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力,W是F在A、B間所做的功.表格中的ΔEk3=________,W3=________.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 數(shù)據(jù)記錄表 次數(shù) M/kg |v22-v12|/(m/s)2 ΔEk/J F/N W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200 2 0.500 1.650 0.413 0.840 0.420 3 0.500 2.400 ΔEk3 1.220 W3 4 1.000 2.400 1.200 2.420 1.210 5 1.000 2.840 1.420 2.860 1.430 (3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖4中作出ΔEk-W圖線. 圖4 答案 (1)①小車 ②然后釋放小車 (2)0.600 0.610 (3)如圖所示 1.(對(duì)動(dòng)能的理解)(多選)關(guān)于動(dòng)能的理解,下列說法中正確的是( ) A.一般情況下,Ek=mv2中的v是相對(duì)于地面的速度 B.動(dòng)能的大小由物體的質(zhì)量和速率決定,與物體的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān) C.物體以相同的速率向東和向西運(yùn)動(dòng),動(dòng)能的大小相等、方向相反 D.當(dāng)物體以不變的速率做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)其動(dòng)能不斷變化 答案 AB 解析 動(dòng)能是標(biāo)量,由物體的質(zhì)量和速率決定,與物體的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān).動(dòng)能具有相對(duì)性,無特別說明,一般指相對(duì)于地面的動(dòng)能. 【考點(diǎn)】對(duì)動(dòng)能的理解 【題點(diǎn)】對(duì)動(dòng)能表達(dá)式的理解 2.(對(duì)動(dòng)能定理的理解)有一質(zhì)量為m的木塊,從半徑為r的圓弧曲面上的a點(diǎn)滑向b點(diǎn),如圖5所示.如果由于摩擦使木塊的運(yùn)動(dòng)速率保持不變,則以下敘述中正確的是( ) 圖5 A.木塊所受的合外力為零 B.因木塊所受的力都不對(duì)其做功,所以合外力做的功為零 C.重力和摩擦力的合力做的功為零 D.重力和摩擦力的合力為零 答案 C 解析 木塊做曲線運(yùn)動(dòng),速度方向變化,加速度不為零,故合外力不為零,A錯(cuò);速率不變,動(dòng)能不變,由動(dòng)能定理知,合外力做的功為零,而支持力始終不做功,重力做正功,所以重力做的功與摩擦力做的功的代數(shù)和為零,但重力和摩擦力的合力不為零,C對(duì),B、D錯(cuò). 3.(動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用)一質(zhì)量m=1 kg的物體以20 m/s的初速度被豎直向下拋出,物體離拋出點(diǎn)高度h=5 m處時(shí)的動(dòng)能是多大?(g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力) 答案 250 J 解析 由動(dòng)能定理得,mgh=Ek-mv02 則Ek=mgh+mv02=250 J. 4.(探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系)某同學(xué)利用落體法探究做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系時(shí),設(shè)計(jì)了如圖6甲所示的實(shí)驗(yàn),即將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,連接重物的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,接通電源后,使紙帶呈豎直狀態(tài)由靜止釋放,重物帶動(dòng)紙帶下落后通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出計(jì)時(shí)點(diǎn),其中在某次操作中打出的紙帶如圖乙所示.該同學(xué)選取了第一個(gè)比較清晰的點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)O,然后通過測(cè)量使OA=AB=BC,并將A、B、C三點(diǎn)依次選為計(jì)數(shù)點(diǎn),通過測(cè)量的數(shù)據(jù)和紙帶記錄的時(shí)間得出了vA=0.12 m/s、vB=0.17 m/s、vC=0.21 m/s.請(qǐng)根據(jù)以上的數(shù)據(jù)驗(yàn)證重力對(duì)重物所做的功與重物速度的平方成正比. 圖6 答案 見解析 解析 設(shè)由O到A的過程中,重力對(duì)重物所做的功為W0,那么由O到B的過程中,重力對(duì)重物所做的功為2W0,由O到C的過程中,重力對(duì)重物所做的功為3W0. 由計(jì)算可知,vA2=1.4410-2 m2/s2 vB2=2.8910-2 m2/s2 vC2=4.4110-2 m2/s2 由以上可得出≈2,≈3 即vB2≈2vA2,vC2≈3vA2 由以上數(shù)據(jù)可以判斷W∝v2是正確的,也可以根據(jù)W—v2的圖線來判斷(如圖所示). 一、選擇題 考點(diǎn)一 對(duì)動(dòng)能和動(dòng)能定理的理解 1.(多選)關(guān)于對(duì)動(dòng)能的理解,下列說法正確的是( ) A.動(dòng)能是普遍存在的機(jī)械能的一種基本形式,凡是運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能 B.動(dòng)能總是正值,但對(duì)于不同的參考系,同一物體的動(dòng)能大小是不同的 C.一定質(zhì)量的物體,動(dòng)能變化時(shí),速度一定變化,但速度變化時(shí),動(dòng)能不一定變化 D.動(dòng)能不變的物體,受力一定為零 答案 ABC 解析 動(dòng)能是物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量,所以運(yùn)動(dòng)的物體都有動(dòng)能,A正確;由于Ek=mv2,而v與參考系的選取有關(guān),所以B正確;由于速度為矢量,當(dāng)方向變化時(shí),若其速度大小不變,則動(dòng)能不變,故C正確;做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)能不變,但物體受力并不為零,D錯(cuò)誤. 2.下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體的合外力做功和動(dòng)能、速度變化的關(guān)系,正確的是( ) A.物體做變速運(yùn)動(dòng),合外力一定不為零,動(dòng)能一定變化 B.若合外力對(duì)物體做功為零,則合外力一定為零 C.物體的合外力做功,它的速度大小一定發(fā)生變化 D.物體的動(dòng)能不變,所受的合外力必定為零 答案 C 解析 力是改變物體速度的原因,物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),合外力一定不為零,但合外力不為零時(shí),做功可能為零,動(dòng)能可能不變,A、B錯(cuò)誤.物體的合外力做功,它的動(dòng)能一定變化,速度大小也一定變化,C正確.物體的動(dòng)能不變,所受合外力做功一定為零,但合外力不一定為零,D錯(cuò)誤. 考點(diǎn)二 對(duì)動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用 3.如圖1所示,某人用力踢出質(zhì)量為0.4 kg的足球,使球由靜止以10 m/s的速度飛出,假定人踢球瞬間對(duì)球的平均作用力是200 N,球在水平方向運(yùn)動(dòng)了40 m停止,那么人對(duì)球所做的功為( ) 圖1 A.20 J B.50 J C.4 000 J D.8 000 J 答案 A 解析 由動(dòng)能定理得,人對(duì)球做的功W=mv2-0=20 J,A正確. 4.一質(zhì)量為2 kg的滑塊,以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行,從某一時(shí)刻起,在滑塊上作用一向右的水平力,經(jīng)過一段時(shí)間,滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?,大小? m/s,在這段時(shí)間里水平力所做的功為( ) A.32 J B.16 J C.8 J D.0 答案 D 解析 由動(dòng)能定理得WF=mv22-mv12=242 J-2(-4)2 J=0,故D正確. 5.質(zhì)量為2 kg的物體A以5 m/s的速度向北運(yùn)動(dòng),另一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg的物體B以10 m/s的速度向西運(yùn)動(dòng),它們的動(dòng)能分別為EkA和EkB,則( ) A.EkA=EkB B.EkA>EkB C.EkA<EkB D.因運(yùn)動(dòng)方向不同,無法比較動(dòng)能 答案 A 解析 根據(jù)Ek=mv2知,EkA=25 J,EkB=25 J,因動(dòng)能是標(biāo)量,所以EkA=EkB,A項(xiàng)正確. 6.物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖2所示,下列表述正確的是( ) 圖2 A.在0~1 s內(nèi),合外力做正功 B.在0~2 s內(nèi),合外力總是做負(fù)功 C.在1~2 s內(nèi),合外力不做功 D.在0~3 s內(nèi),合外力總是做正功 答案 A 解析 由v-t圖像知0~1 s內(nèi),v增加,動(dòng)能增加,由動(dòng)能定理可知合外力做正功,A對(duì).1~3 s內(nèi),v減小,動(dòng)能減小,合外力做負(fù)功,可見B、C、D錯(cuò). 7.如圖3所示,在水平桌面上的A點(diǎn)有一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí),其動(dòng)能為( ) 圖3 A.mv02+mgH B.mv02+mgh C.mv02-mgh D.mv02+mg(H—h) 答案 B 解析 由A到B,合外力對(duì)物體做的功W=mgh,物體的動(dòng)能變化ΔEk=Ek-mv02,根據(jù)動(dòng)能定理得物體在B點(diǎn)的動(dòng)能Ek=mv02+mgh,B正確. 8.(多選)一質(zhì)量為0.1 kg的小球,以5 m/s的速度在光滑水平面上勻速運(yùn)動(dòng),與豎直墻壁碰撞后以原速率反彈,若以彈回的速度方向?yàn)檎较颍瑒t小球碰墻過程中的速度變化和動(dòng)能變化分別是( ) A.Δv=10 m/s B.Δv=0 C.ΔEk=5 J D.ΔEk=0 答案 AD 解析 速度是矢量,故Δv=v2-v1=5 m/s-(-5 m/s)=10 m/s.而動(dòng)能是標(biāo)量,初、末兩狀態(tài)的速度大小相等,故動(dòng)能相等,因此ΔEk=0. 9.(多選)物體沿直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖4所示,已知在第1秒內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為W,則下列結(jié)論正確的是( ) 圖4 A.從第1秒末到第3秒末合外力做功為W B.從第3秒末到第5秒末合外力做功為-2W C.從第5秒末到第7秒末合外力做功為W D.從第3秒末到第4秒末合外力做功為-0.75W 答案 CD 解析 設(shè)物體的最大速度為v,則W=mv2,W13=mv32-mv12=0 W35=mv52-mv32=-W,W57=mv72-mv52=W,W34=mv42-mv32=m(v)2-mv2=-0.75W 10.(多選)某實(shí)驗(yàn)小組成功地完成了探究功與速度變化及動(dòng)能變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn),下列反映的關(guān)系中可能正確的是( ) 答案 BCD 解析 由動(dòng)能定理可知,W=mv22-mv12=ΔEk≠mΔv2,A錯(cuò)誤,B正確;若v1=0,則W=mv22,C、D正確. 二、非選擇題 11.(探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系)質(zhì)量為1 kg的重物自由下落,通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)的過程,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源為6 V、50 Hz的交流電源.如圖5所示,紙帶上O點(diǎn)為重物自由下落時(shí)紙帶打點(diǎn)的起點(diǎn),選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個(gè)點(diǎn)(圖中未畫出),紙帶上的數(shù)據(jù)表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)間的距離. 圖5 (1)求出B、C、D、E、F各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度并填入下表.(結(jié)果均保留小數(shù)點(diǎn)后兩位) 計(jì)數(shù)點(diǎn) B C D E F 速度/(ms-1) (2)求出物體下落時(shí)從O點(diǎn)到B、C、D、E、F各點(diǎn)過程中重力所做的功,并填入下表.(結(jié)果均保留小數(shù)點(diǎn)后兩位) 計(jì)數(shù)點(diǎn) B C D E F 功/J (3)適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸,在圖6中作出重物重力做的功與重物速度的平方之間的關(guān)系圖像.圖中縱坐標(biāo)表示________,橫坐標(biāo)表示________,由圖可得重力所做的功與________成________關(guān)系.(g取9.8 m/s2) 圖6 答案 見解析 解析 (1)由題意知 vB== m/s≈1.18 m/s, 同理vC≈1.57 m/s,vD≈1.96 m/s, vE≈2.35 m/s,vF≈2.74 m/s. (2)重力做的功 WB=mgOB=19.870.610-3 J≈0.69 J, 同理WC≈1.23 J,WD≈1.92 J,WE≈2.76 J, WF≈3.76 J. (3)WGv2圖像如圖所示.圖中縱坐標(biāo)表示重力做的功WG,橫坐標(biāo)表示物體速度的平方v2,由圖可得重力所做的功與物體速度的平方成正比. 12.(探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系)如圖7甲所示是某同學(xué)驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置. 圖7 其步驟如下: a.易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙,用輕繩通過滑輪連接在小車上,小車連接紙帶.合理調(diào)整木板傾角,讓小車沿木板勻速下滑. b.取下輕繩和易拉罐,測(cè)出易拉罐和細(xì)沙的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M. c.取下細(xì)繩和易拉罐后,換一條紙帶,讓小車由靜止釋放,打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出),O為打下的第一點(diǎn).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f,重力加速度為g. (1)步驟c中小車所受的合外力為________. (2)為驗(yàn)證從O→C過程中小車所受合外力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系,測(cè)出B、D間的距離為s0,O、C間距離為s1,則C點(diǎn)的速度為______.需要驗(yàn)證的關(guān)系式為___________. 答案 (1)mg (2) mgs1= 解析 (2)vC===,此過程中合外力做功為mgs1,小車動(dòng)能的變化為MC2=,則需要驗(yàn)證的關(guān)系式為mgs1=.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2018-2019學(xué)年高中物理 第3章 動(dòng)能的變化與機(jī)械功 3.1 探究動(dòng)能變化跟做功的關(guān)系學(xué)案 滬科版必修2 2018 2019 學(xué)年 高中物理 動(dòng)能 變化 機(jī)械功 探究 做功 關(guān)系學(xué) 滬科版 必修
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