7.7 动能和动能定理(复习课)
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这节课是《动能和动能定理》,从标题上看,我们要学习两部分知识内容——动能、动能定理。
在此之前,我们先来回顾上节课学过的一个实验:《探究功和速度变化之间的关系》【视频】好,我们观察到橡皮筋对小车做功,小车由静止变为运动,也就是说做功改变了小车的运动状态;【板书:做功→运动】那做功过程必然伴随着能量转化,橡皮筋做的功转化为小车的什么能量了?对,一种由于运动而具有的能量,就是今天这节课的主题能量——“动能”。
【板书:W →E k (kinetic )】而且这个过程中的能量转化必然符合一个什么定律?能量守恒定律。
所以我们可以把W →E k 中的“→”写成“=”,即:【板书:W=E k 】。
通过实验,我们看到:如果以W 为纵坐标,以v 2为横坐标,会得到一条过原点的倾斜直线,这就说明:W ∝v 2。
【板书】对称性的思考,你认为E k 和v 2会有怎样的联系呢?突然想到以前看过一个视频,比较让人难以下咽:主人喂猫咪玉米,猫咪的排泄物中也含有玉米粒。
(脑补一下,画面太美不敢看)那这里,W ∝v 2,E k 会不会也正比于v 2呢?我们不妨大胆的猜想:E k ∝v 2【板书:E k ∝v 2】。
接下来我们就用理论去验证猜想。
假设小车在斜面上静止,它的重力下滑分力刚好与摩擦力平衡,此时用一个钩码通过定滑轮和小车连接,小车会受到一个拉力F 的作用,这个力也是小车受到的合外力。
【板画】设:小车的初速度为v 1,末速度为v 2,下滑的距离为l ,加速度为a ,试求拉力F 在这个过程中对小车做的功是多少?代入基本表达式:2122212221212)(mv mv a v v ma L F W F -=-⨯=⨯=,观察发现等号右边两式具有共同的母版,可归纳为:221mv ,这个式子中是不是包含v 2,并且正比于v 2?这与我们动能的预期吻合的很好。
那么我们就把它记做物体动能的表达式,有:221mv E k =【板书】。
关于物体的动能,需要了解四个性质:①相对性。