做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系

做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系

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1、做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系北京景山學(xué)校張敦怡一、教法建議:[拋磚引玉]功和能的關(guān)系揭露了功的本質(zhì),可使學(xué)生對(duì)功的概念的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化,但是由于這一規(guī)律非常抽象,所以學(xué)生接愛起來比較困難,因此要通過一些簡(jiǎn)單形象的實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生明了做功的過程就是能的轉(zhuǎn)化過程。在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出動(dòng)能的表達(dá)式就順理成章了。為了鞏固學(xué)生對(duì)功和能關(guān)系的認(rèn)識(shí),在此基礎(chǔ)可再初步研究各種做功的物理情景下,物體動(dòng)能的變化。這就為以后深入研究功能關(guān)系的轉(zhuǎn)化,打下良好基礎(chǔ)。[指點(diǎn)迷津]在上一單元,我們研究了動(dòng)力做功的結(jié)果是使物體運(yùn)動(dòng)越來越快,而阻力做功將會(huì)阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。那么這一現(xiàn)

2、象的實(shí)質(zhì)是什么呢?請(qǐng)閱讀下述文字,認(rèn)真理解和體會(huì)。1.功和能:⑴能的最基本性質(zhì):在初中我們就已經(jīng)研究了多種不同形式的能,也研究了各種能量的轉(zhuǎn)化。如水流的機(jī)械能,帶動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電,這是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;電動(dòng)機(jī)能電后,把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能;大力發(fā)電是把熱能轉(zhuǎn)化成電能,電熱取暖則又是把電能轉(zhuǎn)化成熱能;……(你能再舉些其它能的轉(zhuǎn)化嗎?)這些現(xiàn)象都告訴了我們各種不同形式的能是可以互相轉(zhuǎn)化的,而且在轉(zhuǎn)化過程中,能的總量是守恒的。這就是能的最基本性質(zhì)。⑵功是能量轉(zhuǎn)化的量度:在能量的轉(zhuǎn)化過程中,功在其中起著舉足輕重的作用。水利發(fā)電是通過水流對(duì)水輪機(jī)做功,將

3、機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的;火力發(fā)電是通過蒸汽膨脹推動(dòng)蒸汽輪機(jī)做功,將熱能轉(zhuǎn)化為電能的;汽車剎車是磨擦阻力做功,使汽車動(dòng)能減小的;……(你還可以舉出很多例子)。而這些能量的轉(zhuǎn)化的多少,都可以由做功的多少來確定。因此功是物體能量轉(zhuǎn)化的量度。2.動(dòng)能:⑴動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。一個(gè)物體由靜止開始運(yùn)動(dòng),必須受有外務(wù)的作用,那么這個(gè)外力做了多少功,就表示了有多少其它形式能量轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能了。我們利用這個(gè)辦法可求出物體的動(dòng)能。在光滑的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m的靜止物體,在水平恒力作用下開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一段位移S,達(dá)到速度為。在此過程中:.即物體的動(dòng)

4、能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。動(dòng)能是標(biāo)量,在國(guó)際單位制中,動(dòng)能的單位是焦耳(J)。⑵關(guān)于物體動(dòng)能的變化:a.速度是一個(gè)描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量,動(dòng)能也是一個(gè)描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。速度變化時(shí),動(dòng)能不一定變化。如物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),雖然速度在變化,但動(dòng)能是恒量??墒莿?dòng)能變化時(shí),速度一定發(fā)生變化。如物體做自由落體運(yùn)動(dòng),物體動(dòng)能變化,其運(yùn)動(dòng)速度也在變化。b.物體在一直線上運(yùn)動(dòng)時(shí),其速度有正、負(fù)之分(表示方向),但物體的動(dòng)能卻永遠(yuǎn)是正值。可是動(dòng)能的變化量可以有正負(fù)。動(dòng)能的變化量表示了運(yùn)動(dòng)物體的終了狀態(tài)的動(dòng)能減去其初始狀態(tài)的動(dòng)能。如汽

5、車加速運(yùn)動(dòng),,則動(dòng)能變化量為正值。若汽車做減速運(yùn)動(dòng),即,則其動(dòng)能變化量為負(fù)值。c.物體動(dòng)能的變化是與外力做功有關(guān)的,這個(gè)“功”,指的是合外力做的功,或合功。如果以動(dòng)力做功為主,則物體動(dòng)能變化量為正。若以阻力做功為主,則物體動(dòng)能變化量為負(fù)。二、學(xué)海導(dǎo)航:[思維基礎(chǔ)]基礎(chǔ)知識(shí)是分析問題、解決問題的基礎(chǔ),即思維的基礎(chǔ),通過下述分析,利用好前面敘述的基礎(chǔ)知識(shí),解決一些基本問題,檢查“迷津”是否解開。并通過認(rèn)真思考,掌握好基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。1.能表述能量的最基本的性質(zhì):例:各種______的能可以相互轉(zhuǎn)化,而且在轉(zhuǎn)化的過程中,能的總量是____

6、__的,這就是能的最基本的性質(zhì)。2.能確認(rèn)與判斷功和能的聯(lián)系與區(qū)別:例:關(guān)于功和能問的關(guān)系,以下敘述中哪些是正確的:⑴功就是能,能就是功;⑵功是能的量度;⑶能是功的量度;⑷功是能量轉(zhuǎn)化的量度。3.知道動(dòng)能的定義,表達(dá)式及其單位:例:物體由于________而具有的能叫做支能,動(dòng)能的表達(dá)式為_________________,它的單位為________。4.會(huì)根據(jù)動(dòng)能的概念判斷有關(guān)物體的動(dòng)能:例:以下關(guān)于物體的動(dòng)能的敘述中,正確的是:⑴位移發(fā)生變化的物體一定具有動(dòng)能;⑵運(yùn)動(dòng)物的質(zhì)量發(fā)生變化,它的動(dòng)能一定也變化;⑶運(yùn)動(dòng)物的速度發(fā)生變化,它的

7、動(dòng)能一定也變化;⑷一定質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)物體具有的動(dòng)能,是與某時(shí)刻(或某位置)它的瞬時(shí)速度相對(duì)應(yīng)的。揭示思路:此題要緊扣由哪些因素決定的去分析。5.能根據(jù)動(dòng)能的公式比較、確定物體動(dòng)能的大?。豪合铝惺莾晌矬w間的質(zhì)量關(guān)系和速度大小的關(guān)系,哪種情況下兩物體的動(dòng)能相同?6.能結(jié)合物理情景,利用動(dòng)能公式分析問題:例:一個(gè)靜止的物體,在恒力作用下開始運(yùn)動(dòng),它的動(dòng)能是:⑴與時(shí)間成正比;⑵與時(shí)間平方成正比;⑶與位移成正比;⑷與位移平方成正比。揭示思路:從靜止開始運(yùn)動(dòng)的物體,它的動(dòng)能決定于外力做的功。你再分析一下外力做的功與時(shí)間和位移有什么關(guān)系?7.能應(yīng)用動(dòng)能

8、關(guān)系式,計(jì)算物體動(dòng)能的變化:例:一個(gè)質(zhì)量為2千克的物體,在下述各情況中,它的動(dòng)能的變化量為32焦的是:⑴速度增加了6米/秒;⑵速度由2米/秒增加了6米/秒;⑶速度由2米/秒增加到6米/秒;⑷速度由2米/秒變

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