高中物理 4.3探究外力做功与物体动能变化的关系 学案1 粤教版必修2

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1、§4.3探究外力做功与物体动能变化的关系【学习目标】一、知识与技能：1、知道外力对物体做功可以改变物体的动能。2、正确理解动能定理。知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算．3、会用实验方法来探究物理定律或规律。4、会推导动能定理。5、会用动能定理解决力学问题，知道用动能定理解题的步骤．二、过程与方法：1、通过探究外力对物体做功与物体动能的变体关系，经历探究的主要环节；通过实验设计、观察实验现象、记录和处理实验数据；通过分析、比较、归纳得出实验结果；通过理论分析、推导与认证，得到外力做功与物体动

2、能变化的关系，体会科学探究的方法。.2、通过理论分析与认证的过程，接受理性思维的训练。三、情感态度与价值观：1、通过实验探究，培养探究意识和实践能力。2、经历讨论与交流，培养的语言表达能力和团结协作精神。【学习重点】1、正确理解动能定理是本节课的重点。2、推导动能定理是本课的难点。3、会用动能定理解决力学问题是本节课的能力培养点。【知识要点】一、动能定理：一个物理过程中，物体受到的各个外力对物体做功的代数和等于物体动能的改变量。设初动能为Ek1，末动能为Ek2，则：W总＝△Ek=Ek2－Ek1（11

3、）或（12）运用步骤：1、选择研究对象，明确要研究的是哪一段物理过程。2、做好研究对象的受力分析，分析并计算各个力做的功，求这些功的代数和。3、分析研究对象在初、末状态的动能。4、根据动能定律列出方程求解。注意：在中学范围内，上述动能定律只用于单个物体（要求能被看成质点）的情形。二、物体动能的变化是所有外力共同作用的结果，或者说动能的变化可以用外力做的总功来量度。（12）式的左边是从初状态到末状态的过程中，所有外力对物体做的总功，（12）式的右边要求是末、初两状态时物体的动能差（必须是末状态减初状态

4、），而从初状态到末状态的过程，则没有任何限制。可以是单一的过程，也可以是多段单一过程组成的复杂过程，既可以是恒力作用的过程，也可以是变力作用的过程。动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此应用它来处理问题往往比较方便。【典型例题】【例题1】某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又降下0.5m，在着地过程中地面对它双脚的平均作用力为（）A．自身重力的8倍B．自身重力的10倍C．自身重力的2倍D．自身重力的5倍（先让学生自己做一做，然后老师再给予点拔

5、）解析：由动能定理得，mg(h1+h2)-Fh2=0，解得，F=5mg。故选项D正确。【例题2】质量为m的小球用长度为L的轻绳系住，在竖直平面内做圆周运动，运动过程中小球受空气阻力作用．已知小球经过最低点时轻绳受的拉力为7mg，经过半周小球恰好能通过最高点，则此过程中小球克服空气阻力做的功为（）A．mgL/4B．mgL/3C．mgL/2D．mgL解析：由牛顿运动定律得，小球经过最低点时7mg-mg=mv12/L，小球恰好能通过最高点，则mg=mv22/L，由动能定理得，mv12/2-mv22/2=m

6、g2L-Wf，解以上各式得，Wf=mgL/2，故选项C正确。【例题3】如图所示，用细绳通过光滑的定滑轮用恒定的拉力F拉动光滑水平面上的物体，A、B、C是运动路线上的三点，且AB=BC，则物体在A、B、C三点速度关系为（）A．vB-vA=vC-vBB．vB-vA＞vC-vBC．vB-vA＜vC-vBD．vC=2vB解析：物块从A到B和从B到C，F做功分别为W1、W2，由动能定理得，W1=mvB2/2-mvA2/2，W2=mvC2/2-mvB2/2，由题意可得，W1>W2，即得vB2-vA2>vC2-v

7、A2，即(vB-vA)(vB+vA)>(vC-vB)(vC+vB)，因为(vB+vA)>(vC+vB)，所以vB-vA＞vC-vB故选项B正确。【规律总结】物体动能的变化是所有外力共同作用的结果，或者说动能的变化可以用外力做的总功来量度.动能定理常用的表达式是：W1+W2+…+Wn=mv22－mv12.上式的左边是从初状态到末状态的过程中所有外力对物体做的总功，上式的右边要求是末、初两状态时物体的动能差(必须是末状态减初状态)，而从初状态到末状态的过程，则没有任何限制.可以是单一的过程，也可以是多段

8、单一过程组成的复杂过程，既可以是恒力作用的过程，也可以是变力作用的过程.动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此应用它来处理问题往往比较方便.【当堂反馈】1、下列关于运动物体所受合外力和动能变化的关系正确的是（）A、如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零B、如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C、物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化D、物体的动能不变，所受合外力一定为零2、质量不等、动能相等的两物体，在摩擦因数相同的水平地面上