(共15张PPT)
课题：第四章
第三节
《探究外力做功与物体动能变化的关系》
（第一课时
动能定理）
第四章
机械能和能源
第三节
探究外力做功与物体动能变化的关系
（第一课时
动能定理）
动能定理推导及含义理解
动能定理的初步应用
动能定理
目标引领
汽车刹车后停下
嫦娥一号发射升空
创设情景
动能如何变化？原因？
推力做正功
动能增大
摩擦力做负功
动能减少
动能变化与外力做功有关，定量关系是什么？
问题情景：质量为m的物体在与运动方向相同的恒力F
的作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移s，受到的摩擦力为f，速度从v1
变为v2
尝试找出功与动能变化之间的关系
s
F
v2
f
F
v1
f
（1）力对物体做多少功？
（2）牛顿运动定律角度，物体加速度如何表示？
（3）运动学角度，物体的初、末速度和位移之间的关系？
理论推导
s
F
v2
f
F
v1
f
（1）力做功
（2）加速度
（3）初、末速度和位移关系
W合＝Ek2－Ek1
合力做的总功
末态的动能
初态的动能
W合=
-
mv12
1
2
mv22
1
2
动能定理
合外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
意义：揭示了外力做功与物体动能变化之间的定量关系，外力做功是因，动能变化是果。
[观察探究]
歼－15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机，如图所示。
(1)歼－15战机起飞时，合力对战机做什么功？战机动能怎么变化？
(2)歼－15战机着舰时，战机动能怎么变化？合力对战机做什么功？增加阻拦索的原因是什么？
合力做正功,W合＞０，Ek2＞Ek1
,动能增大
合力做负功,W合＜０，Ek2＜Ek1,动能减小
即学即用
判断下列说法的正误.
(1)合外力为零，物体的动能一定不会变化.(
)
(2)合外力不为零，物体的动能一定会变化.(
)
(3)物体动能增加，则它的合外力一定做正功.(
)
(4)合外力对物体做负功，物体的动能可能不变.(
)
√
×
√
×
W合＝Ek2－Ek1
合力做的总功
末态的动能
初态的动能
W合=
-
mv12
1
2
mv22
1
2
例、一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，
起飞过程中从静止开始滑跑的路程为
s=5.0×102m时，达到起飞速度v=60m/s
。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力F。
s
分别用牛顿运动定律和动能定理求解
1确定研究对象（常是单个物体）及研究过程
解：对飞机
由动能定理有
s
F1
F2
3确定各力做功及总功
4确定初末状态动能
5建方程求解
2受力分析
不涉及时间和过程细节，优先考虑动能定理
高速公路安全距离确认路段用于确认车速在每小时100公里时的安全距离。
汽车在刹车时,汽车的速度越大,从刹车到停止通过的位移也越大,试分析其中的道理.
其它条件相同的情况下，如果车速增大一倍，刹车需要的距离增大到多少倍？
W合＝Ek2－Ek1
合力做的总功
末态的动能
初态的动能
W合=
-
mv12
1
2
mv22
1
2
解题步骤：
(1)确定研究对象和研究过程
(2)对研究对象进行受力分析(注意哪些力做功或不做功).
(3)确定合外力对物体做的功(注意功的正负).
(4)确定物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能).
(5)根据动能定理列式、求解.
W合＝Ek2－Ek1
合力做的总功
末态的动能
初态的动能
W合=
-
mv12
1
2
mv22
1
2
动能定理
合外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
总结
1、合力做正功,动能增大；合力做负功,动能减小
2、定理涉及一个过程（做功过程），两个状态（初、末态动能）
3、适用范围：恒力、变力做功，直线、曲线运动。
T
H
A
N
K
S(共33张PPT)
sBE
sAC
sDF
tAC
tDF
测量点
x/cm
v/(m·s－1)
O
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C
D
7.15
0.53
E
9.41
0.60
跟踪练习：
O－B
O－C
O－D
O－E
O－F
W/J
0.043
2
0.057
2
0.073
4
0.091
5
ΔEk/J
0.043
0
0.057
0
0.073
4
0.090
7
本小节结束
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打点计时器
细线
滑轮
纸带
点计付器纸带
O
夹子
6-重物
B
小车纸带
打点计时器
小滑轮N
钩码
垫木(共16张PPT)
探究外力做功与动能变化的关系
人的动能发生变化的原因是什么？
摩擦力对人做负功
原因
生活与物理
那么，外力做功与动能
的改变有怎样的定量关系呢？
理论分析与论证
如图示，质量为m的物体，在一恒定拉力F作用下，
以速度v1开始在水平面运动。经过位移s后，速度
达到v2，已知物体与水平面的摩擦力恒为f。则此
过程中，外力做功的大小与物体动能的改变量存在
什么定量关系？
V1
V2
S
f
F
G
FN
比较两物理量的表达式，论证W总与△Ek的关系。
观察与比较
提示：结合牛顿第二定律和运动学公式
动能定理
一、动能定理的内容：
合外力对物体做的功等于物体动能的变化。
二、动能定理的表达式：
练习1：关于运动物体所受合外力、合外力做功、物体
的动能的变化，下列说法正确的是（
）
A、运动物体所受的合外力不为零，合外力必做功，
物体的动能肯定要变化
B、运动物体所受合外力为零，则物体的动能肯定不变
C、运动物体的动能保持不变，则该物体所受合外力一
定为零
D、运动物体所受合外力不为零，则该物体一定做变速
运动，动能要变化
B
练习2（双选）一质量为１kg的物体，在变力F的作用下向上提升了1m，此时物体的速度是1ｍ/s，则下列说法正确的是（g=10m/s2）（
）
A.绳对物体做功
12J
B.合外力对物体做功
12
J
C.合外力对物体做功
0.5
J
D.物体克服重力做功
10
J
CD
说明：4、动能定理不仅适用于直线运动和恒力做功，而且适用于曲线运动和变力做功。
练习2：一个人站在距地高为H的阳台上，从阳台边
缘以初速度V0水平抛出一个质量为m的小球，则小球落地时的动能多大？
H
V0
mg
例题：如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的
作用下，由静止开始前进后S1撤去力F，物体与水平面的摩擦力恒为f。物体从开始到最终停止运动的位移是多少？
已知F，f，S1，求S
分段列式法
解法一
全程列式法
解法二
解法三
运用牛顿运动第二定律+运动学公式求解
运用动能定理解题的一般步骤
1、选取研究对象，明确它的运动过程。
2、对研究对象进行受力分析；
3、求出各个力所做的功，求出物体的初动能和末动能；
4、根据动能定理表达式列式，求解未知量。
解：物体从状态1到状态2的过程，根据牛顿第二定
律，有：
再由匀变速直线运动规律可得：
同理，物体从状态2到状态3的过程，可得：
再由全程的位移：
联立①—⑤式可得：
练习2：
如图所示，一质量为2kg的铅球从离地面2m高处自由下落，陷入沙面水平的沙坑中的深度为2cm，不计空气阻力，沙子对铅球的阻力为恒力，求沙子对铅球的阻力的大小。
（g取10m/s2）
H=2m
h=2cm
小
结
1、W总——所有外力对物体做的总功；
2、Ek2——物体的末动能；
3、Ek1——物体的初动能；
一、动能定理的内容：
合外力对物体做的功等于物体动能的变化。
二、动能定理的表达式：
4、在任何运动情况下动能定理都成立。
运用动能定理解题的一般步骤
1、选取研究对象，明确它的运动过程。
2、对研究对象进行受力分析；
3、求出各个力所做的功，求出物体的初动能和末
动能；
4、根据动能定理表达式列式，求解未知量。
小
结
