过程中力F做的功是多少?
提示:由W=Flcosα可知,W=Fl。
活动2:这个运动过程中物体的加速度与速度和位移的关系怎样?
提示:由运动学公式可知v-v=2al。
活动3:可否把功这个物理量与运动联系起来(水平面光滑)?
提示:由牛顿第二定律得F=ma,W=Fl可以写为W=mal,再把活动2中的表达式代入得到W=m,即W=mv-mv。
活动4:讨论、交流、展示,得出结论。
(1)动能
①动能是状态量:与物体某一时刻的运动状态相对应。
②动能是标量:只有大小,没有方向;只有正值,没有负值;速度方向改变不影响动能大小,例如匀速圆周运动过程中,动能始终不变。
③动能具有相对性:选取不同的参考系,物体的速度大小可能不同,动能也可能不同。在通常的计算中,没有特别说明,都是以地面为参考系。
(2)动能定理
①内容:公式为W=mv-mv或W=Ek2-Ek1或W=ΔEk。外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
②意义:揭示了力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合力做了多少功来度量。
(3)对动能定理的进一步理解
①由公式看:a.当合力对物体做正功时,末动能大于初动能,动能增加。
b.当合力对物体做负功时,末动能小于初动能,动能减少。
②由正负功的意义看:力对物体做正功,表示其是动力,促使物体运动,物体动能会增加;力对物体做负功,表示其是阻力,物体动能会减少;一个物体的动能究竟增加还是减少不是看某个力做功,而是看所有外力的总功;合力做了多少正功,物体的动能就增加多少,合力做了多少负功,物体的动能就减少多少。
③对状态与过程关系的理解:功是伴随一个物理过程而产生的,是过程量;而动能是状态量,动能定理把过程量和状态量联系在了一起。
④对适用条件的理解:动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得到的。当物体受变力作用,或做曲线运动时,我们可以采用微元法,把运动过程分解成许多小段,认为物体在每小段运动中受到的是恒力,运动的