4.3探究外力做功与物体动能变化的关系

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1、第三节　探究外力做功与物体动能变化的关系核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案第三节　探究外力做功与物体动能变化的关系课标定位课标定位学习目标：1.会用实验的方法来探究外力做功与物体动能变化的关系，并能用牛顿第二定律和运动学公式推导动能定理．2．理解动能定理的内容，并能用动能定理分析、计算有关问题．重点难点：1.动能定理的应用．2．探究外力做功与动能变化之间的关系．课前自主学案一、实验与探究1．实验目的：探究外力做功与物体动能变化的关系．2．实验方法：让物体自由下落，下落过程经过A、B两点，测出A、B两点的高度差hAB和

2、A、B两点的速度vA、vB，则重力做的功为WG＝________.mghAB动能变化为ΔEk＝_________________验证WG与ΔEk的关系．3．实验器材：铁架台(带铁夹)、__________________、________、重物、纸带、电源等．4．实验步骤(1)按图4－3－1把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源连接好．电火花打点计时器刻度尺图4－3－1(2)把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手捏住纸带上端提起纸带使重物停靠在打点计时器附近．(3)先____________，

3、后__________，让重物自由下落．(4)重复几次，得到3～5条打好点的纸带．(5)在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后依次标上1,2,3……用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3…….接通电源释放纸带(6)应用公式vn＝____________计算各点对应的即时速度v1、v2、v3…….(7)计算各点对应的重力做的功_______和动能的增加量________，进行比较．(请自行设计表格进行分析)mgh5．结论：合力对物体所做的功等于物体动能的变化．6．实验误差及注意事项(1)误差产生原因分析及减小

4、方法重物和纸带在下落过程中受到打点计时器和空气的阻力，比较W与ΔEk关系时，W只计算重力做功，未考虑阻力做功，给实验带来误差．竖直固定打点计时器，适当增加重物的质量来减小相对误差．(2)注意事项①打点计时器要竖直架稳，使两限位孔在同一竖直线上．②释放纸带时，应使重物靠近打点计时器．③保持提起的纸带竖直，先接通电源再松开纸带．④测量下落高度时，应从起点量起，选取的计数点要离起始点远些，纸带不宜过长．思考感悟利用物体自由下落来探究外力做功与物体动能变化的关系时，物体的质量需不需要测量？为什么？2．结论：合力对物体所做的功等于物体动能的

5、变化．三、动能定理动能定理的内容：合力对物体所做的功等于物体动能的变化．表达式：___________________.式中Ek2表示物体的末态的动能，Ek1表示物体的初态的动能，W表示合外力所做的功．当外力对物体做正功时，物体的动能________；当外力对物体做负功时，物体的动能_________W＝Ek2－Ek1增加减少．核心要点突破一、对动能定理的理解1．动能定理反映了一种因果关系，即合力做功是物体动能变化的原因．当合力对物体做正功时W>0，Ek2－Ek1>0，Ek2>Ek1，动能增加．特别提醒：动能只有正值，没有负值，但

6、动能的变化却有正负．“变化”是指末状态的物理量减去初状态的物理量，而不一定是大的减小的．动能的变化量为正值，表示物体的动能增加了，对应于合力对物体做正功；物体的变化量为负值，表示物体的动能减小了，对应于合力对物体做负功，或者说物体克服合力做功．2．动能定理的研究对象是单一物体，或者是可以看成单一物体的物体系．3．动能定理适用于物体的直线运动，也适用于物体的曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用．只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可．用动能定理解题一般比用牛顿第二定律

7、和运动学公式求解简便．4．动能定理的计算式为标量式，v为相对同一参考系的速度，一般以地面为参考系．5．外力对物体所做的功是指物体所受的一切外力对它做的总功．特别提醒：(1)动能定理只强调初末状态动能的变化，在一段过程中初末位置的动能变化量为零，并不意味着在此过程中的各个时刻动能不变化．(2)物体所受合力不为零时，其动能不一定变化，比如合力方向始终与速度垂直时，动能就不会变化．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．(单选)一质量为1kg的物体被人用手由静止开始向上提升1m，这时物体的速度是2m/s，则下列结论中错误的是()A．手对物体做

8、功12JB．合力对物体做功12JC．合力对物体做功2JD．物体克服重力做功10J二、动能定理的适用条件及解题的优越性1．适用条件：动能定理虽然是在物体受恒力作用、沿直线做匀加速直线运动的情况下推导出来的，但是对于外力是变力或物体做曲线运动，动能定理