《探究動(dòng)能變化跟做功的關(guān)系》教案

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1、學(xué)案1探究動(dòng)能變化跟做功的關(guān)系［學(xué)習(xí)目標(biāo)定位］1.理解動(dòng)能的概念，會(huì)根據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式計(jì)算物體的動(dòng)能.2.能從牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式導(dǎo)岀動(dòng)能定理，理解動(dòng)能定理的物理意義.3.能應(yīng)用動(dòng)能定理解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題?4.掌握探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的實(shí)驗(yàn)方法.知識(shí)儲(chǔ)備區(qū)一、動(dòng)能、動(dòng)能定理1.動(dòng)能11(1)定義：物理學(xué)屮把習(xí)四$叫做物體的動(dòng)能，即反込朋(2)單位：在國(guó)際單位制中，動(dòng)能的單位是焦耳,簡(jiǎn)稱隹，符號(hào)是2.動(dòng)能定理(1)內(nèi)容：外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量.(2)表達(dá)式：ff=A二、實(shí)驗(yàn)探究：恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(如圖1)：氣墊導(dǎo)軌光電「a時(shí)空

2、塊■］與刻度尺工與通氣源鉤詁［］L圖1所使用的器材有：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、光電門、計(jì)吋器、氣源、刻度尺、細(xì)繩、鉤碼等.2.研究計(jì)劃：(1)直接驗(yàn)證：逐一比較力對(duì)物體所做的功與物體動(dòng)能輕的大小Z間的關(guān)系.1⑵用圖像驗(yàn)證：根據(jù)*=亦,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出—的圖像，研究圖像找出“與,、r與/〃的關(guān)系.學(xué)習(xí)探究區(qū)一、動(dòng)能、動(dòng)能定理［問(wèn)題設(shè)計(jì)］1.假設(shè)有一輛質(zhì)量為刃的汽車，在不變的牽引力卅用下行駛，速度由旳增加到旳，相應(yīng)的行駛距離為S.那么，在此過(guò)程中，汽車的加速度多大？汽車運(yùn)動(dòng)的速度心血跟牽引力F、距離s的關(guān)系是怎樣的？答案根據(jù)牛頓第二定律有〃曰22血—X由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有盤=~2s~丄

3、丄由此可得耳、%與F、s的關(guān)系為Fs=2mv2'一2川vj.2.從推導(dǎo)結(jié)果來(lái)看，牽引力月故的功等于什么量的變化？這個(gè)量與物體的什么因素有關(guān)？答案牽引力用故的功等于物體動(dòng)能的變化.物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量、速度有關(guān).［要點(diǎn)提煉］1.動(dòng)能1(1)動(dòng)能的表達(dá)式：E^=2mv.(2)對(duì)動(dòng)能的理解①動(dòng)能的瞬時(shí)性：物體動(dòng)能的大小與物體瞬時(shí)速度的大小相對(duì)應(yīng)，是一個(gè)狀態(tài)量.②動(dòng)能的標(biāo)矢性：動(dòng)能是標(biāo)量，只有大小沒(méi)有方向,且總大于(卩工0時(shí))或等于零W=0時(shí))，不可能小于零(無(wú)負(fù)值).運(yùn)算過(guò)程中無(wú)需考慮速度方向.③動(dòng)能的相對(duì)性：對(duì)于不同的參考系，物體的速度不同，則物體的動(dòng)能也不同.沒(méi)有特

4、別指明吋，都是以地面為參考系.2.動(dòng)能定理(1)表達(dá)式：W=民一為=氐氐11其中區(qū)2=引品表示一個(gè)過(guò)程的末動(dòng)能，爲(wèi)=刁皿「表示這個(gè)過(guò)程的初動(dòng)能?"表示這個(gè)過(guò)程中合力做的功.(2)關(guān)于動(dòng)能定理的幾點(diǎn)說(shuō)明①"的含義：所有外力所做功的代數(shù)和.②"與△氏的關(guān)系：合力做功是引起物體動(dòng)能變化的原因.如果合力對(duì)物體做正功,物體的動(dòng)能增加；如果合力對(duì)物體做負(fù)功,物體的動(dòng)能減少；如果合力對(duì)物體不做功，物體的動(dòng)能不變.③動(dòng)能定理的實(shí)質(zhì)：功能關(guān)系的一種具體體現(xiàn)，物體動(dòng)能的改變可由合外力做功來(lái)度量?［延伸思考］質(zhì)量為刃的物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度為旳，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后速度變?yōu)橐粫A?請(qǐng)思

5、考并討論以下問(wèn)題：⑴寫出物體在弭、〃點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能.⑵物體由力到血勺過(guò)程屮，動(dòng)能的變化量是多少?丄丄答案⑴爲(wèi)=勿"「，爲(wèi)=勸山(2)AE^=—_fi.4=0二、實(shí)驗(yàn)探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系1.探究思路探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，需要測(cè)量不同的力在不同的過(guò)程屮做的功和對(duì)應(yīng)的物體動(dòng)能的變化量，這就需要測(cè)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(zhì)量等物理量，其中比較難測(cè)量的是物體在各個(gè)位置的速度，可借助光電門較準(zhǔn)確地測(cè)出，也可借助紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)測(cè)量.2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)用氣塑導(dǎo)軌進(jìn)行探究裝置如圖2所示，所使用的器材有氣墊導(dǎo)軌、滑塊、計(jì)時(shí)器、氣

6、源、刻度尺、細(xì)繩、鉤碼等.P墊導(dǎo)軌光電「型時(shí)器滑塊中刻度尺丄與通氣源鉤碼亡3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)用天平測(cè)出滑塊的質(zhì)量皿(2)按圖2所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置.(3)平衡摩擦力，將氣墊導(dǎo)軌(或長(zhǎng)木板)沒(méi)有滑輪的一端適當(dāng)抬高，輕推滑塊，使滑塊能做勻速運(yùn)動(dòng).(4)讓滑塊通過(guò)細(xì)繩連接鉤碼(或小沙桶),使鉤碼(或小沙桶)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,滑塊在細(xì)線的拉力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，市于鉤碼(或小沙桶)質(zhì)量很小，可以認(rèn)為滑塊所受拉力刊勺大小等于鉤碼(或小沙桶)所受重力的大小.(5)釋放滑塊，滑塊在細(xì)繩的拉力作用下運(yùn)動(dòng)，用光電門(或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)記錄滑塊的運(yùn)動(dòng)情況，求出滑塊的速度旳和旳(若分析滑塊

7、從靜止開始的運(yùn)動(dòng)，旳=0),并測(cè)出滑塊相應(yīng)的位移s.11(6)驗(yàn)證用=勿旳'一二〃"1'，在誤差允許范圉內(nèi)成立即可.典例精析一、對(duì)動(dòng)能定理的理解例1關(guān)于動(dòng)能、動(dòng)能定理，下列說(shuō)法正確的是（）A.一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化B.動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)C.合力做正功，物體動(dòng)能可能減小D.運(yùn)動(dòng)物體所受的合外力為零，則物體的動(dòng)能肯定不變解析一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能變化時(shí)，物體的速度大小一定變化，所以速度一定變化;速度變化時(shí)，物體的速度大小不一定變化，所以動(dòng)能不一定變化，A項(xiàng)正確；動(dòng)能不變的物體，速度方向可能改變，不一定處于平