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《2019高中物理第章動能的變化與機械功3探究動能變化跟做功的關系教學案滬科版必修.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、3.1 探究動能變化跟做功的關系[學習目標] 1.理解動能的概念，會根據(jù)動能的表達式計算物體的動能.2.能從牛頓第二定律與運動學公式導出動能定理，理解動能定理的物理意義.3.能應用動能定理解決簡單的問題.4.掌握探究恒力做功與物體動能變化的實驗方法.一、動能、動能定理1.動能(1)定義：物理學中把mv2叫做物體的動能.(2)表達式：Ek＝mv2.①表達式中的速度是瞬時速度.②動能是標量(填“標量”或“矢量”)，是狀態(tài)(填“過程”或“狀態(tài)”)量.(3)單位：動能的國際單位是焦耳，簡稱焦，用符號J表示.2.動能定理(1
2、)內容：外力對物體所做的功等于物體動能的增量.(2)表達式：W＝ΔEk.(3)說明：ΔEk＝Ek2－Ek1.Ek2為物體的末動能，Ek1為物體的初動能.二、恒力做功與物體動能變化的關系1.設計實驗(如圖1)：圖1所使用的器材有：氣墊導軌、滑塊、光電門、計時器、氣源、刻度尺、細繩、鉤碼等.2.制定計劃：(1)直接驗證：逐一比較力對物體所做的功與物體動能增量的大小之間的關系.(2)用圖像驗證：根據(jù)W＝mv2，由實驗數(shù)據(jù)作出W與v2及W與m的關系圖像.[即學即用]1.判斷下列說法的正誤.13(1)物體的動能大小與物體的質
3、量成正比，與物體的速度成正比.(×)(2)物體動能具有方向，與速度方向相同.(×)(3)合外力對物體做的功等于物體的末動能.(×)(4)合力對物體做正功，物體的動能可能減小.(×)(5)一定質量的物體，動能變化時，速度一定變化，但速度變化時，動能不一定變化.(√)2.一個質量為0.1kg的球在光滑水平面上以5m/s的速度勻速運動，與豎直墻壁碰撞以后以原速率被彈回，若以初速度方向為正方向，則小球碰墻前后速度的變化為，動能的變化為.答案?。?0m/s 0一、對動能和動能定理的理解[導學探究]1.一質量為m的物體在光滑的
4、水平面上，在水平拉力F作用下運動，速度由v1增加到v2的過程通過的位移為s，則v1、v2、F、s的關系是怎樣的？答案 根據(jù)牛頓第二定律：F＝ma由運動學公式a＝由此得Fs＝mv－mv.2.從推導結果知，水平力F的功等于什么量的變化？這個量與物體的什么因素有關？答案 水平力F的功等于物體動能的變化，動能與物體的質量和速度有關.[知識深化]1.對動能Ek＝mv2的理解(1)動能是標量，沒有負值，與物體的速度方向無關.(2)動能是狀態(tài)量，具有瞬時性，與物體的運動狀態(tài)(或某一時刻的速度)相對應.(3)動能具有相對性，選取不
5、同的參考系，物體的速度不同，動能也不同，一般以地面為參考系.(4)物體動能的變化量是末動能與初動能之差，即ΔEk＝mv－mv，若ΔEk>0，則表示物體的動能增加，若ΔEk<0，則表示物體的動能減少.2.對動能定理W＝ΔEk的理解(1)動能定理的實質13①動能定理揭示了合外力對物體做功與物體動能的變化之間的定量關系和因果聯(lián)系，合外力做功是因，動能變化是果.動能的改變可由合外力做的功來度量.②合外力對物體做了多少功，物體的動能就變化多少.合外力做正功，物體的動能增加；合外力做負功，物體的動能減少.(2)動能定理的適用范
6、圍：動能定理是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下得出的，對于外力是變力、物體做曲線運動、物體經歷多過程的情況同樣適用.例1 下列關于動能的說法正確的是( )A.兩個物體中，速度大的動能也大B.某物體的速度加倍，它的動能也加倍C.做勻速圓周運動的物體動能保持不變D.某物體的動能保持不變，則速度一定不變答案 C解析 動能的表達式為Ek＝mv2，即物體的動能大小由質量和速度大小共同決定，速度大的物體的動能不一定大，故A錯誤；速度加倍，它的動能變?yōu)樵瓉淼?倍，故B錯誤；速度只要大小保持不變，動能就不變，故C正確，D錯誤
7、.例2 在光滑水平面上，質量為2kg的物體以2m/s的速度向東運動，若對它施加一向西的力使它停下來，則該外力對物體做的功是( )A.16JB.8JC.－4JD.0答案 C解析 根據(jù)動能定理W＝mv－mv＝0－×2×22J＝－4J，選項C正確.二、實驗探究：恒力做功與物體動能變化的關系[導學探究] 觀察分別用如圖2甲、乙兩套實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關系，思考下面問題：13圖2以上兩套實驗操作有何不同之處？答案 甲圖用的是打點計時器乙圖用的是光電門[知識深化]1.探究思路探究恒力做功與物體動能變化的關系，
8、需要測量不同的力在不同的過程中做的功和對應的物體動能的變化量，這就需要測出物體的受力、力作用的距離和這段距離上物體的初、末速度以及物體的質量等物理量，其中比較難測量的是物體在各個位置的速度，可借助光電門較準確地測出，也可借助紙帶和打點計時器來測量.2.實驗設計用氣墊導軌進行探究裝置如圖2乙所示，所使用的器材有氣墊導軌、滑塊、計時器、氣源、刻度尺、細繩、鉤碼等
