4.3探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系

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1、第三節(jié)　探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案第三節(jié)　探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.會(huì)用實(shí)驗(yàn)的方法來探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，并能用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)動(dòng)能定理．2．理解動(dòng)能定理的內(nèi)容，并能用動(dòng)能定理分析、計(jì)算有關(guān)問題．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.動(dòng)能定理的應(yīng)用．2．探究外力做功與動(dòng)能變化之間的關(guān)系．課前自主學(xué)案一、實(shí)驗(yàn)與探究1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄客饬ψ龉εc物體動(dòng)能變化的關(guān)系．2．實(shí)驗(yàn)方法：讓物體自由下落，下落過程經(jīng)過A、B兩點(diǎn)，測(cè)出A、B兩點(diǎn)的高度差hAB和

2、A、B兩點(diǎn)的速度vA、vB，則重力做的功為WG＝________.mghAB動(dòng)能變化為ΔEk＝_________________驗(yàn)證WG與ΔEk的關(guān)系．3．實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、__________________、________、重物、紙帶、電源等．4．實(shí)驗(yàn)步驟(1)按圖4－3－1把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電源連接好．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器刻度尺圖4－3－1(2)把紙帶的一端在重物上用夾子固定好，另一端穿過計(jì)時(shí)器限位孔，用手捏住紙帶上端提起紙帶使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近．(3)先____________，

3、后__________，讓重物自由下落．(4)重復(fù)幾次，得到3～5條打好點(diǎn)的紙帶．(5)在打好點(diǎn)的紙帶中挑選點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上0，以后依次標(biāo)上1,2,3……用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落高度h1、h2、h3…….接通電源釋放紙帶(6)應(yīng)用公式vn＝____________計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v1、v2、v3…….(7)計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重力做的功_______和動(dòng)能的增加量________，進(jìn)行比較．(請(qǐng)自行設(shè)計(jì)表格進(jìn)行分析)mgh5．結(jié)論：合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化．6．實(shí)驗(yàn)誤差及注意事項(xiàng)(1)誤差產(chǎn)生原因分析及減小

4、方法重物和紙帶在下落過程中受到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和空氣的阻力，比較W與ΔEk關(guān)系時(shí)，W只計(jì)算重力做功，未考慮阻力做功，給實(shí)驗(yàn)帶來誤差．豎直固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，適當(dāng)增加重物的質(zhì)量來減小相對(duì)誤差．(2)注意事項(xiàng)①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直架穩(wěn)，使兩限位孔在同一豎直線上．②釋放紙帶時(shí)，應(yīng)使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．③保持提起的紙帶豎直，先接通電源再松開紙帶．④測(cè)量下落高度時(shí)，應(yīng)從起點(diǎn)量起，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)些，紙帶不宜過長(zhǎng)．思考感悟利用物體自由下落來探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系時(shí)，物體的質(zhì)量需不需要測(cè)量？為什么？2．結(jié)論：合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的

5、變化．三、動(dòng)能定理動(dòng)能定理的內(nèi)容：合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化．表達(dá)式：___________________.式中Ek2表示物體的末態(tài)的動(dòng)能，Ek1表示物體的初態(tài)的動(dòng)能，W表示合外力所做的功．當(dāng)外力對(duì)物體做正功時(shí)，物體的動(dòng)能________；當(dāng)外力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，物體的動(dòng)能_________W＝Ek2－Ek1增加減少．核心要點(diǎn)突破一、對(duì)動(dòng)能定理的理解1．動(dòng)能定理反映了一種因果關(guān)系，即合力做功是物體動(dòng)能變化的原因．當(dāng)合力對(duì)物體做正功時(shí)W>0，Ek2－Ek1>0，Ek2>Ek1，動(dòng)能增加．特別提醒：動(dòng)能只有正值，沒有負(fù)值，但

6、動(dòng)能的變化卻有正負(fù)．“變化”是指末狀態(tài)的物理量減去初狀態(tài)的物理量，而不一定是大的減小的．動(dòng)能的變化量為正值，表示物體的動(dòng)能增加了，對(duì)應(yīng)于合力對(duì)物體做正功；物體的變化量為負(fù)值，表示物體的動(dòng)能減小了，對(duì)應(yīng)于合力對(duì)物體做負(fù)功，或者說物體克服合力做功．2．動(dòng)能定理的研究對(duì)象是單一物體，或者是可以看成單一物體的物體系．3．動(dòng)能定理適用于物體的直線運(yùn)動(dòng)，也適用于物體的曲線運(yùn)動(dòng)；適用于恒力做功，也適用于變力做功，力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時(shí)作用，也可以分段作用．只要求出在作用過程中各力做功的多少和正負(fù)即可．用動(dòng)能定理解題一般比用牛頓第二定律

7、和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解簡(jiǎn)便．4．動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式，v為相對(duì)同一參考系的速度，一般以地面為參考系．5．外力對(duì)物體所做的功是指物體所受的一切外力對(duì)它做的總功．特別提醒：(1)動(dòng)能定理只強(qiáng)調(diào)初末狀態(tài)動(dòng)能的變化，在一段過程中初末位置的動(dòng)能變化量為零，并不意味著在此過程中的各個(gè)時(shí)刻動(dòng)能不變化．(2)物體所受合力不為零時(shí)，其動(dòng)能不一定變化，比如合力方向始終與速度垂直時(shí)，動(dòng)能就不會(huì)變化．即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1．(單選)一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止開始向上提升1m，這時(shí)物體的速度是2m/s，則下列結(jié)論中錯(cuò)誤的是()A．手對(duì)物體做

8、功12JB．合力對(duì)物體做功12JC．合力對(duì)物體做功2JD．物體克服重力做功10J二、動(dòng)能定理的適用條件及解題的優(yōu)越性1．適用條件：動(dòng)能定理雖然是在物體受恒力作用、沿直線做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的情況下推導(dǎo)出來的，但是對(duì)于外力是變力或物體做曲線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能定理