高一物理外力做功与物体动能变化的关系

高一物理外力做功与物体动能变化的关系内容摘要：

越性 • 1．适用条件：动能定理虽然是在物体受恒力作用、沿直线做匀加速直线运动的情况下推导出来的，但是对于外力是变力或物体做曲线运动，动能定理都成立． • 2．优越性： (1)对于变力作用或曲线运动，动能定理提供了一种计算变力做功的简便方法．功的计算公式 W＝ Fscos α只能求恒力做的功，不能求变力的功，而由于动能定理提供了一个物体的动能变化 ΔEk与合外力对物体所做功具有等量代换关系，因此已知 (或求出 )物体的动能变化 ΔEk＝Ek2－ Ek1，就可以间接求得变力做功． 2020/12/18 • (2)与用牛顿定律解题的比较 牛顿定律 动能定理 相 同点 确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析 适用条件 只能研究在恒力作用下物体做直线运动 对于在恒力或变力作用下，物体做直线或曲线运动均适用 应用 方法 要考虑运动过程的每一个细节，结合运动学公式解题 只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能 运算方法 矢量运算 代数运算 2020/12/18 • 两种思路对比可以看出应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单不易出错． • 特别提醒： 有些问题 ， 用牛顿第二定律和运动学知识可以求解 ， 用动能定理也可以求解 ， 但由于应用动能定理时不需要考虑运动过程中的一些细节 ， 所以用动能定理求解更简洁一些 ． 2020/12/18 • 即时应用 (即时突破 ， 小试牛刀 ) • 2． (单选 )如图 4－ 3－ 3所示 ， 光滑水平桌面上开一个光滑小孔 ， 从孔中穿一根细绳 ， 绳一端系一个小球 ， 另一端用力 F1向下拉 ， 以维持小球在光滑水平面上做半径为 R1的匀速圆周运动 ． 今改变拉力 ， 当大小变为 F2时 ， 小球仍在水平桌面上做匀速圆周运动 ， 但半径变为 R1变为 R2过程中 ， 拉力对小球做的功是 ( ) 2020/12/18 A. F 2 － F 1 2( R 2 － R 1 ) B.12( F 2 R 2 － F 1 R 1 ) C. F 2 ＋ F 1 2( R 2 － R 1 ) D .12( F 2 R 2 ＋ F 1 R 1 图 4－ 3－ 3 2020/12/18 解析： 选 B. 本题不能运用功的公式求解，应用动能定理则可方便地求出结果． 设半径为 R1和 R2时，小球做匀速圆周运动的线速度大小分别为 v1和 v2，由向心力公式得：F1＝m v21R1，同理： F2＝m v22R2. 由动能定理得： W ＝12m v22－12m v21，联立得： W ＝12( F2R2－ F1R1) ，选项 B 对． 2020/12/18 课堂互动讲练 探究外力做功与物体动能的变化 在 “ 探究外力做功与物体动能的变化 ” 的实验中 ， 已知打点计时器所用的电源的频率为 50 Hz，查得当地的重力加速度 g＝ m/s2， 测得所用的重物的质量为 纸带 ， 如图 4－ 3－ 4， 把第一个点记作 O， 另选连续的四个点 A、 B、 C、 D作为测量的点 ， 经测量知道 A、 B、 C、 D各点到 O点的距离分别 例 1 2020/12/18 • 是 cm、 cm、 cm、 以上数据，可知重物由 O点运动到 C点，重力做的功为 ________J，动能的增加量等于________J(取三位有效数字 )．结论是在误差允许的范围内。