《探究外力做功与物体动能变化的关系》学案

第三节探究外力做功与物体动能变化的关系班级：学号：姓名：学习目标1、知道外力对物体做功可以改变物体的动能。2、会用实验方法来探究物理定律或规律。会推导动能定理。3、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。4、

会用动能定理解决力学问题，知道用动能定理解题的步骤。温故知新在探究自由落体运动规律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图中(单位cm)．已知打点计时器电源频率为50Hz，重物质量为m，当地重力加速度g＝m/s2.B点对应的重物的瞬时速度为：，B点对应的重物的动能为：，重物在OB段运动过程中重力做的功为：____，(均保留三位有效数字)．探究新知问题一：1、出站的列车，速度越来越快，它的动能为什么增加？2、进站的列车，速度越来越慢，它的动能为什么减少？3、匀速行驶的列车，它的动能为什么不变？思考：动能的变化应该是由什么力的功决定的？物体动能的变化与力对它做的功可能存在什么样的定量关系？问题二：怎样设计一个最简单的实验来进行研究？1、实验需要测量哪些物理量？2、如何设计记录数据的表格？3、实验步骤应该如何安排？4、如何处理实验数据？5、实验结论：问题三：理论推导1、如图所示，质量为m的物体，在一恒定拉力F作用下，沿光滑的水平面以速度v1开始运动，经位移s后速度增加到v2，你能否根据牛顿第二定律和运动学公式导出合外力所做的功与物体动能变化的关系？推导过程：结论：2、上题中，如物体还受一恒定的摩擦力f作用，合外力对物体所做的功与物体动能的变化又有什么关系？推导过程：结论：问题四：动能定理1、内容：2、公式3、对动能定理的理解：问题五：【例题1】汽车以速度v=10m/s在水平路面上行驶，车与路面的摩擦因数为，问汽车刹车后汽车还能运动多远？【解法一】牛顿第二定律+运动学公式【解法二】应用动能定理【例题2】、一架飞机，质量m=×103Kg，起飞过程中从静止开始滑行的路程为S=×102m时，达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是重量的倍，求飞机受到的牵引力?【解法一】牛顿第二定律+运动学公式【解法二】应用动能定理问题六：动能定理解题的基本步骤：问题七：【例题3】质量为m的物体在水平恒力的作用下，由静止开始前进s1后撤去力F，物体与水平面间的摩擦力恒为f，求物体从开始到最终停止运动的位移是多少？【解法一】牛顿第二定律+运动学公式【解法二】分段应用动能定理【解法三】整体应用动能定理【例题4】质量为m=5kg的小球，从高H=5m的位置自静止落下，掉入沙中并陷入h=，求小球在沙中所受到沙子的平均阻力？【解法一】牛顿第二定律+运动学公式【解法二】分段应用动能定理【解法三】整体应用动能定理问题八：【例题5】从高为h处水平抛出一个质量为m的小球，落地点与抛出点水平距离为s，求抛球时人对小球做的功。【例题6】如图所示，质量为m的物体被用细绳经过光滑小孔而牵引，且在光滑的水平面上作匀速圆周运动，拉力为某个值F时转动半径为R，当拉力逐渐增大到6F时，物体仍作匀速圆周运动，此时半径为R/2，则拉力对物体所做的功为多大？【例题7】如图所示，轨道的两端翘起，中间平直，平直部分长s＝m，动摩擦因数μ＝，两端翘起的部分是光滑的，设一物体从距平直部分高h＝m处由静止沿轨道滑下，则物体在平直轨道上运动所通过的总路程是多少？问题九：用动能定理解题与用牛顿定律解题的比较牛顿定律动能定理不同点适用条件应用方法运算方法相同点牛刀小试1、在“探究外力做功与物体动能的变化”的实验中，已知打点计时器所用的电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g＝m/s2，测得所用的重物的质量为kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图4－3－4，把第一个点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别是cm、cm、cm、cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力做的功为________J，动能的增加量等于________J(取三位有效数字)．结论是在误差允许的范围内________．2、下列说法正确的是（）A、合力对物体做的功越多，物体的动能就越大B、外力对物体做功的代数和等于物体末动能与初动能之差。C、物体作匀速圆周运动时，合力一定不做功。D、物体运动过程中受的合力不为零，则它的动能一定变化。E、物体运动过程中受的合力不为零，则它的速度一定变化。3、一个25kg的小孩从高度为m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为m/s.取g＝10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是()A．合外力做功50J B．阻力做功500JC．重力做功500J D．支持力做功50J4、一辆汽车以v1＝6m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行s1＝m，如果以v2＝8m/s的速度行驶，在同样路面上急刹车后滑行的距离s2应为()A．m B．mC．m D．m5、一铅球运动员，奋力一推，将8kg的铅球推出10m远．铅球落地后将地面击出一坑，有经验的专家根据坑的深度形状认为铅球落地的速度大约是12m/s.若铅球出手时的高度是2m，求推球过程中运动员对球做的功大约是多少？(g取10m/s2)6、如图4所示，在距地面H高的水平台面A点，一个质量为m的物体以初速度v0抛出。不计空气阻力，当它到达距平台h的