做功与物体动能变化的关系

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1、做功与物体动能变化的关系北京景山学校张敦怡一、教法建议：[抛砖引玉]功和能的关系揭露了功的本质，可使学生对功的概念的认识进一步深化，但是由于这一规律非常抽象，所以学生接爱起来比较困难，因此要通过一些简单形象的实例引导学生明了做功的过程就是能的转化过程。在此基础上推导出动能的表达式就顺理成章了。为了巩固学生对功和能关系的认识，在此基础可再初步研究各种做功的物理情景下，物体动能的变化。这就为以后深入研究功能关系的转化，打下良好基础。[指点迷津]在上一单元，我们研究了动力做功的结果是使物体运动越来越快，而阻力做功将会阻碍物体的运动。那么这一现

2、象的实质是什么呢？请阅读下述文字，认真理解和体会。1．功和能：⑴能的最基本性质：在初中我们就已经研究了多种不同形式的能，也研究了各种能量的转化。如水流的机械能，带动水轮机发电，这是机械能转化为电能；电动机能电后，把电能转变成机械能；大力发电是把热能转化成电能，电热取暖则又是把电能转化成热能；……（你能再举些其它能的转化吗？）这些现象都告诉了我们各种不同形式的能是可以互相转化的，而且在转化过程中，能的总量是守恒的。这就是能的最基本性质。⑵功是能量转化的量度：在能量的转化过程中，功在其中起着举足轻重的作用。水利发电是通过水流对水轮机做功，将

3、机械能转化为电能的；火力发电是通过蒸汽膨胀推动蒸汽轮机做功，将热能转化为电能的；汽车刹车是磨擦阻力做功，使汽车动能减小的；……（你还可以举出很多例子）。而这些能量的转化的多少，都可以由做功的多少来确定。因此功是物体能量转化的量度。2．动能：⑴动能：物体由于运动而具有的能量。一个物体由静止开始运动，必须受有外务的作用，那么这个外力做了多少功，就表示了有多少其它形式能量转化为物体的动能了。我们利用这个办法可求出物体的动能。在光滑的水平面上有一个质量为m的静止物体，在水平恒力作用下开始运动，经过一段位移S，达到速度为。在此过程中：．即物体的动

4、能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。动能是标量，在国际单位制中，动能的单位是焦耳（J）。⑵关于物体动能的变化：a．速度是一个描述物体运动状态的物理量，动能也是一个描述物体运动状态的物理量。速度变化时，动能不一定变化。如物体做圆周运动时，虽然速度在变化，但动能是恒量。可是动能变化时，速度一定发生变化。如物体做自由落体运动，物体动能变化，其运动速度也在变化。b．物体在一直线上运动时，其速度有正、负之分（表示方向），但物体的动能却永远是正值。可是动能的变化量可以有正负。动能的变化量表示了运动物体的终了状态的动能减去其初始状态的动能。如汽

5、车加速运动，，则动能变化量为正值。若汽车做减速运动，即，则其动能变化量为负值。c．物体动能的变化是与外力做功有关的，这个“功”，指的是合外力做的功，或合功。如果以动力做功为主，则物体动能变化量为正。若以阻力做功为主，则物体动能变化量为负。二、学海导航：[思维基础]基础知识是分析问题、解决问题的基础，即思维的基础，通过下述分析，利用好前面叙述的基础知识，解决一些基本问题，检查“迷津”是否解开。并通过认真思考，掌握好基础知识和基本技能。1．能表述能量的最基本的性质：例：各种______的能可以相互转化，而且在转化的过程中，能的总量是____

6、__的，这就是能的最基本的性质。2．能确认与判断功和能的联系与区别：例：关于功和能问的关系，以下叙述中哪些是正确的：⑴功就是能，能就是功；⑵功是能的量度；⑶能是功的量度；⑷功是能量转化的量度。3．知道动能的定义，表达式及其单位：例：物体由于________而具有的能叫做支能，动能的表达式为_________________，它的单位为________。4．会根据动能的概念判断有关物体的动能：例：以下关于物体的动能的叙述中，正确的是：⑴位移发生变化的物体一定具有动能；⑵运动物的质量发生变化，它的动能一定也变化；⑶运动物的速度发生变化，它的

7、动能一定也变化；⑷一定质量的运动物体具有的动能，是与某时刻（或某位置）它的瞬时速度相对应的。揭示思路：此题要紧扣由哪些因素决定的去分析。5．能根据动能的公式比较、确定物体动能的大小：例：下列是两物体间的质量关系和速度大小的关系，哪种情况下两物体的动能相同？6．能结合物理情景，利用动能公式分析问题：例：一个静止的物体，在恒力作用下开始运动，它的动能是：⑴与时间成正比；⑵与时间平方成正比；⑶与位移成正比；⑷与位移平方成正比。揭示思路：从静止开始运动的物体，它的动能决定于外力做的功。你再分析一下外力做的功与时间和位移有什么关系？7．能应用动能

8、关系式，计算物体动能的变化：例：一个质量为2千克的物体，在下述各情况中，它的动能的变化量为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/秒变