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1、人教版高一物理必修1备课资料7动能和动能定理一、研究物体的动能与质量和速度的关系 让小钢球从斜面上滚下,推动木块做功(如图所示),木块被推得越远,钢球做的功越多,表明钢球的动能越大. 先用质量小的钢球做实验,然后用质量较大的钢球做实验,让它们从斜面上同一高度处滚下,到达平面时具有相同的速度.可以看出,木块被推出的远近不同,表明它们的动能大小不同.根据大量的实验数据可以得出结论:物体的动能跟物体的质量成正比. 最后研究动能跟速度的关系.这时只用同一钢球做实验,即保持物体的质量不变.一次让钢球从斜面上较低处滚下,一次让钢球以斜面上较高处滚下,我们知道,钢球在斜面上的运动是匀加速运动,末速度(即到达
2、平面时的速度)v=2as,式中的s是钢球在斜面上的位移.实验表明,钢球的速度越大,推动木块做的功越多,表明它的动能越大.根据大量的实验数据可以得出:物体的动能跟物体速度的二次方成正比. 精密的实验结果和理论研究表明,物体的动能等于它的质量和速度的二次方的乘积的一半.即Ek表示物体的动能,即Ek=mv2.二、公路上为什么要限制车速 当公路上行驶的车辆意外发生碰撞时,它们的损坏程度和事故的严重性跟碰撞前车辆的动能大小有关,而车辆的动能则取决于车辆的质量和速度的平方.因此在公路上,尤其是在高速公路上,都有限制车速的标志(如图所求).货车、客车的质量较大,对它们速度大小的限制值要比轿车小一些.例如,高
3、速公路对中、重型车辆和客车的车速限制一般是100 km/h,对轿车一般是120 km/h.公路旁的限速标志 有的汽车(如城市中的双层客车)在设计时厂家就把车速限制在70 km/h,当汽车速度高于70 km/h时,即使驾驶员踩油门,燃油系统也不会把燃油送到发动机中,直到汽车速度低于70 km/h,才会恢复供油.三、动能与相对速度 你别看子弹有很大的杀伤力,在某些情况下,它的动能可以变得很小,甚至可以把它随手抓来.如果你的运动速度大小和方向跟子弹的速度大小和方向都相同,那么相对于你来说,子弹就是静止的,速度是零,动能也等于零,自然就不会有杀伤力了.这时候你抓它,就像在桌子上捡它一样.在第一次世界大
4、战中,还真发生过飞行员从机舱外抓住子弹的事呢. 你听说过飞鸟撞坏飞机的事吗?这是真的.根据统计,全世界几乎平均每天要发生一起这样的事:速度很小的飞鸟,相对于地面的动能不大,但是相对于飞行速度很大的飞机,动能就会变得很大,甚至对飞机具有像炮弹一样的破坏力.试验证明,一只450 g重的鸟撞在速度为80 km/h的飞机上,能够产生1 530 N的作用力,一只7 kg的大鸟撞在速度为960 km/h的飞机上,产生的作用力竟达1.30106 N. 根据报道,1961年9月,一架大型客机从美国芝加哥机场起飞以后遇到雁群,由于一只大雁击穿了机头蒙皮和密封隔板,并且撞坏了仪表板,使飞机不得不迫降. 印度航空公司的一架波音客机在加尔各答上空飞行,一只迎面飞来的大鸟把机头撞了一个直径70多厘米的大洞;另一架空中客机在德里机场上空降落,一只秃鹫突然钻进飞机,毁坏了引擎,险些造成机毁人亡.为了航空安全,现在人们越来越注意防止“鸟祸”了.
