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《2019-2020年高中物理第3章動能的變化與機械功3.1探究動能變化跟做功的關(guān)系教學(xué)案滬科版必修2》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、2019-2020年高中物理第3章動能的變化與機械功3.1探究動能變化跟做功的關(guān)系教學(xué)案滬科版必修2[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.理解動能的概念，會根據(jù)動能的表達(dá)式計算物體的動能.2.能從牛頓第二定律與運動學(xué)公式導(dǎo)出動能定理，理解動能定理的物理意義.3.能應(yīng)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(xué)中把mv2叫做物體的動能.(2)表達(dá)式：Ek＝mv2.①表達(dá)式中的速度是瞬時速度.②動能是標(biāo)量(填“標(biāo)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
2、焦，用符號J表示.2.動能定理(1)內(nèi)容：外力對物體所做的功等于物體動能的增量.(2)表達(dá)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(guān)系1.設(shè)計實驗(如圖1)：圖1所使用的器材有：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、光電門、計時器、氣源、刻度尺、細(xì)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(guān)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(guān)系圖像.[即學(xué)即用]1.判斷下列說法的正誤.(1)物體的動能大小與物體的質(zhì)量成
3、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(zhì)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(zhì)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 －10m/s 0一、對動能和動能定理的理解[導(dǎo)學(xué)探究]1.一質(zhì)量為m的物體在光滑的水平面上，在水平拉力F作用下運動，速度
4、由v1增加到v2的過程通過的位移為s，則v1、v2、F、s的關(guān)系是怎樣的？答案 根據(jù)牛頓第二定律：F＝ma由運動學(xué)公式a＝由此得Fs＝mv－mv.2.從推導(dǎo)結(jié)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(guān)？答案 水平力F的功等于物體動能的變化，動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān).[知識深化]1.對動能Ek＝mv2的理解(1)動能是標(biāo)量，沒有負(fù)值，與物體的速度方向無關(guān).(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(yīng).(3)動能具有相對性，選取不同的參考系，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
5、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(zhì)①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(guān)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(fù)功，物體的動能減少.(2)動能定理的適用范圍：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(jīng)歷多過程的情況
6、同樣適用.例1 下列關(guān)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(dá)式為Ek＝mv2，即物體的動能大小由質(zhì)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.例2 在光滑水平面上，質(zhì)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.
7、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(guān)系[導(dǎo)學(xué)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(guān)系，思考下面問題：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(guān)系，需要測量不同的力在不同的過程中做的功和對應(yīng)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(zhì)量等物理量，其中比較難測量的是物體在各個位置
8、的速度，可借助光電門較準(zhǔn)確地測出，也可借助紙帶和打點計時器來測量.2.實驗設(shè)計用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行探究裝置如圖2乙所示，所使用的
