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《2019高中物理第章動(dòng)能的變化與機(jī)械功3探究動(dòng)能變化跟做功的關(guān)系教學(xué)案滬科版必修.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、3.1 探究動(dòng)能變化跟做功的關(guān)系[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 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)出動(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.一、動(dòng)能、動(dòng)能定理1.動(dòng)能(1)定義：物理學(xué)中把mv2叫做物體的動(dòng)能.(2)表達(dá)式：Ek＝mv2.①表達(dá)式中的速度是瞬時(shí)速度.②動(dòng)能是標(biāo)量(填“標(biāo)量”或“矢量”)，是狀態(tài)(填“過(guò)程”或“狀態(tài)”)量.(3)單位：動(dòng)能的國(guó)際單位是焦耳，簡(jiǎn)稱焦，用符號(hào)J表示.2.動(dòng)能定理(1
2、)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：W＝ΔEk.(3)說(shuō)明：ΔEk＝Ek2－Ek1.Ek2為物體的末動(dòng)能，Ek1為物體的初動(dòng)能.二、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)：圖1所使用的器材有：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、光電門、計(jì)時(shí)器、氣源、刻度尺、細(xì)繩、鉤碼等.2.制定計(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)能增量的大小之間的關(guān)系.(2)用圖像驗(yàn)證：根據(jù)W＝mv2，由實(shí)驗(yàn)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(shuō)法的正誤.13(1)物體的動(dòng)能大小與物體的質(zhì)
3、量成正比，與物體的速度成正比.(×)(2)物體動(dòng)能具有方向，與速度方向相同.(×)(3)合外力對(duì)物體做的功等于物體的末動(dòng)能.(×)(4)合力對(duì)物體做正功，物體的動(dòng)能可能減小.(×)(5)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.(√)2.一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的球在光滑水平面上以5m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，與豎直墻壁碰撞以后以原速率被彈回，若以初速度方向?yàn)檎较?，則小球碰墻前后速度的變化為，動(dòng)能的變化為.答案?。?0m/s 0一、對(duì)動(dòng)能和動(dòng)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
4、水平面上，在水平拉力F作用下運(yùn)動(dòng)，速度由v1增加到v2的過(guò)程通過(guò)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(yùn)動(dòng)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(gè)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(dòng)能的變化，動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān).[知識(shí)深化]1.對(duì)動(dòng)能Ek＝mv2的理解(1)動(dòng)能是標(biāo)量，沒(méi)有負(fù)值，與物體的速度方向無(wú)關(guān).(2)動(dòng)能是狀態(tài)量，具有瞬時(shí)性，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(或某一時(shí)刻的速度)相對(duì)應(yīng).(3)動(dòng)能具有相對(duì)性，選取不
5、同的參考系，物體的速度不同，動(dòng)能也不同，一般以地面為參考系.(4)物體動(dòng)能的變化量是末動(dòng)能與初動(dòng)能之差，即ΔEk＝mv－mv，若ΔEk>0，則表示物體的動(dòng)能增加，若ΔEk<0，則表示物體的動(dòng)能減少.2.對(duì)動(dòng)能定理W＝ΔEk的理解(1)動(dòng)能定理的實(shí)質(zhì)13①動(dòng)能定理揭示了合外力對(duì)物體做功與物體動(dòng)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(dòng)能變化是果.動(dòng)能的改變可由合外力做的功來(lái)度量.②合外力對(duì)物體做了多少功，物體的動(dòng)能就變化多少.合外力做正功，物體的動(dòng)能增加；合外力做負(fù)功，物體的動(dòng)能減少.(2)動(dòng)能定理的適用范
6、圍：動(dòng)能定理是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的，對(duì)于外力是變力、物體做曲線運(yùn)動(dòng)、物體經(jīng)歷多過(guò)程的情況同樣適用.例1 下列關(guān)于動(dòng)能的說(shuō)法正確的是( )A.兩個(gè)物體中，速度大的動(dòng)能也大B.某物體的速度加倍，它的動(dòng)能也加倍C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)能保持不變D.某物體的動(dòng)能保持不變，則速度一定不變答案 C解析 動(dòng)能的表達(dá)式為Ek＝mv2，即物體的動(dòng)能大小由質(zhì)量和速度大小共同決定，速度大的物體的動(dòng)能不一定大，故A錯(cuò)誤；速度加倍，它的動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，故B錯(cuò)誤；速度只要大小保持不變，動(dòng)能就不變，故C正確，D錯(cuò)誤
7、.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(yùn)動(dòng)，若對(duì)它施加一向西的力使它停下來(lái)，則該外力對(duì)物體做的功是( )A.16JB.8JC.－4JD.0答案 C解析 根據(jù)動(dòng)能定理W＝mv－mv＝0－×2×22J＝－4J，選項(xiàng)C正確.二、實(shí)驗(yàn)探究：恒力做功與物體動(dòng)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(shí)驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，思考下面問(wèn)題：13圖2以上兩套實(shí)驗(yàn)操作有何不同之處？答案 甲圖用的是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器乙圖用的是光電門[知識(shí)深化]1.探究思路探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，
8、需要測(cè)量不同的力在不同的過(guò)程中做的功和對(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)用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行探究裝置如圖2乙所示，所使用的器材有氣墊導(dǎo)軌、滑塊、計(jì)時(shí)器、氣源、刻度尺、細(xì)繩、鉤碼等
