《探究动能变化跟做功的关系》教案

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1、学案1探究动能变化跟做功的关系［学习目标定位］1.理解动能的概念，会根据动能的表达式计算物体的动能.2.能从牛顿第二定律与运动学公式导岀动能定理，理解动能定理的物理意义.3.能应用动能定理解决简单的问题・4.掌握探究恒力做功与物体动能变化的实验方法.知识储备区一、动能、动能定理1.动能11(1)定义：物理学屮把习四$叫做物体的动能，即反込朋(2)单位：在国际单位制中，动能的单位是焦耳,简称隹，符号是2.动能定理(1)内容：外力对物体所做的功等于物体动能的增量.(2)表达式：ff=A二、实验探究：恒力做功与物体动能变化的关系1.设计实验(如图1)：气垫导轨光电「a时空

2、块■］与刻度尺工与通气源钩詁［］L图1所使用的器材有：气垫导轨、滑块、光电门、计吋器、气源、刻度尺、细绳、钩码等.2.研究计划：(1)直接验证：逐一比较力对物体所做的功与物体动能輕的大小Z间的关系.1⑵用图像验证：根据*=亦,由实验数据作出—的图像，研究图像找出“与,、r与/〃的关系.学习探究区一、动能、动能定理［问题设计］1.假设有一辆质量为刃的汽车，在不变的牵引力卅用下行驶，速度由旳增加到旳，相应的行驶距离为S.那么，在此过程中，汽车的加速度多大？汽车运动的速度心血跟牵引力F、距离s的关系是怎样的？答案根据牛顿第二定律有〃曰22血—X由运动学公式有盘=~2s~丄

3、丄由此可得耳、%与F、s的关系为Fs=2mv2'一2川vj.2.从推导结果来看，牵引力月故的功等于什么量的变化？这个量与物体的什么因素有关？答案牵引力用故的功等于物体动能的变化.物体的动能与物体的质量、速度有关.［要点提炼］1.动能1(1)动能的表达式：E^=2mv.(2)对动能的理解①动能的瞬时性：物体动能的大小与物体瞬时速度的大小相对应，是一个状态量.②动能的标矢性：动能是标量，只有大小没有方向,且总大于(卩工0时)或等于零W=0时)，不可能小于零(无负值).运算过程中无需考虑速度方向.③动能的相对性：对于不同的参考系，物体的速度不同，则物体的动能也不同.没有特

4、别指明吋，都是以地面为参考系.2.动能定理(1)表达式：W=民一為=氐氐11其中区2=引品表示一个过程的末动能，爲=刁皿「表示这个过程的初动能•"表示这个过程中合力做的功.(2)关于动能定理的几点说明①"的含义：所有外力所做功的代数和.②"与△氏的关系：合力做功是引起物体动能变化的原因.如果合力对物体做正功,物体的动能增加；如果合力对物体做负功,物体的动能减少；如果合力对物体不做功，物体的动能不变.③动能定理的实质：功能关系的一种具体体现，物体动能的改变可由合外力做功来度量・［延伸思考］质量为刃的物体做匀减速直线运动，某时刻速度为旳，经过一段时间后速度变为一旳•请思

5、考并讨论以下问题：⑴写出物体在弭、〃点时的动能.⑵物体由力到血勺过程屮，动能的变化量是多少?丄丄答案⑴爲=勿"「，爲=劝山(2)AE^=—_fi.4=0二、实验探究恒力做功与物体动能变化的关系1.探究思路探究恒力做功与物体动能变化的关系，需要测量不同的力在不同的过程屮做的功和对应的物体动能的变化量，这就需要测出物体的受力、力作用的距离和这段距离上物体的初、末速度以及物体的质量等物理量，其中比较难测量的是物体在各个位置的速度，可借助光电门较准确地测出，也可借助纸带和打点计时器来测量.2.实验设计用气塑导轨进行探究装置如图2所示，所使用的器材有气垫导轨、滑块、计时器、气

6、源、刻度尺、细绳、钩码等.P垫导轨光电「型时器滑块中刻度尺丄与通气源钩码亡3.实验步骤(1)用天平测出滑块的质量皿(2)按图2所示安装实验装置.(3)平衡摩擦力，将气垫导轨(或长木板)没有滑轮的一端适当抬高，轻推滑块，使滑块能做匀速运动.(4)让滑块通过细绳连接钩码(或小沙桶),使钩码(或小沙桶)的质量远小于滑块的质量,滑块在细线的拉力作用下做匀加速运动，市于钩码(或小沙桶)质量很小，可以认为滑块所受拉力刊勺大小等于钩码(或小沙桶)所受重力的大小.(5)释放滑块，滑块在细绳的拉力作用下运动，用光电门(或打点计时器)记录滑块的运动情况，求出滑块的速度旳和旳(若分析滑块

7、从静止开始的运动，旳=0),并测出滑块相应的位移s.11(6)验证用=勿旳'一㊁〃"1'，在误差允许范圉内成立即可.典例精析一、对动能定理的理解例1关于动能、动能定理，下列说法正确的是（）A.一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化B.动能不变的物体，一定处于平衡状态C.合力做正功，物体动能可能减小D.运动物体所受的合外力为零，则物体的动能肯定不变解析一定质量的物体，动能变化时，物体的速度大小一定变化，所以速度一定变化;速度变化时，物体的速度大小不一定变化，所以动能不一定变化，A项正确；动能不变的物体，速度方向可能改变，不一定处于平