粤教版必修二4.3《探究外力做功与物体动能变》课件

探究外力做功与物体动能变BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA目录CONTENTS引言外力做功的概念动能的概念外力做功与动能变化的关系实例应用总结与思考BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA01引言外力做功与物体动能变化是物理学中的基本概念，涉及到能量守恒和动能定理等核心原理。理解外力做功与物体动能变化的关系有助于深入理解能量守恒定律，掌握分析力学问题的方法。主题介绍主题意义主题背景能力目标能够运用所学知识分析简单的力学问题，解决实际问题，培养分析和解决问题的能力。情感态度与价值观培养对物理学的兴趣，树立科学的世界观和方法论，培养严谨的科学态度和求真务实的品质。知识目标掌握外力做功与物体动能变化的基本概念和原理，理解能量守恒定律和动能定理的数学表达形式。课程目标BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA02外力做功的概念0102外力做功的定义做功的多少取决于力的大小、物体在力的方向上移动的距离以及力和位移之间的夹角。外力做功是指一个物体在力的作用下，沿力的方向移动了一段距离，这个力对物体所做的功。公式法使用公式$W=Fscostheta$计算外力做功，其中$F$是力的大小，$s$是物体在力的方向上移动的距离，$theta$是力和位移之间的夹角。微元法将物体的运动轨迹分成许多小段，每小段都可以看作直线运动，然后分别计算每一小段上的外力做功，最后求和得到总的外力做功。外力做功的计算方法外力做功的正负判断当力和位移的夹角为锐角时，外力做正功；当力和位移的夹角为钝角时，外力做负功；当力和位移的夹角为直角时，外力不做功。外力做功的正负可以通过力的方向和位移的方向来判断，如果力和位移的方向相同，则外力做正功；如果力和位移的方向相反，则外力做负功。BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA03动能的概念动能：物体由于运动而具有的能量。动能是标量，只有大小，没有方向。动能是相对量，取决于参考系的选择。动能定义03动能与物体的质量和速度的平方成正比。01动能公式：$E_k=frac{1}{2}mv^2$02其中，$E_k$表示动能，$m$表示物体的质量，$v$表示物体的速度。动能公式动能的国际单位：焦耳（J）换算关系：$1J=1Ncdotm=1kgcdotm^2/s^2$动能单位BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA04外力做功与动能变化的关系实验目的通过实验探究外力做功与物体动能变化的关系，验证动能定理。实验原理根据动能定理，外力对物体做的功等于物体动能的变化量。通过测量力和位移，计算外力做功；通过测量物体初末速度，计算物体动能变化量。实验探究实验步骤1.选定实验对象，如滑块、小球等，测量其质量。2.设定实验初始状态，使物体静止或以一定初速度运动。实验探究3.通过施加恒力或改变力的大小和方向，使物体在水平面上运动，记录力和位移数据。4.使用打点计时器或光电门测量物体的初末速度。5.根据实验数据计算外力做功和动能变化量，验证动能定理。实验探究整理实验数据，计算外力做功和动能变化量，绘制散点图和拟合曲线。数据处理数据分析结论得出分析数据，判断外力做功与动能变化量之间的关系是否符合动能定理。根据数据分析结果，得出外力做功与动能变化量之间的关系，验证动能定理的正确性。030201数据分析和结论根据实验数据和结论，绘制外力做功与动能变化量的关系图。关系图绘制在关系图中标出实验数据点、拟合曲线以及理论公式，说明实验结果与理论的一致性。图解说明关系图解BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA05实例应用当骑自行车上坡时，需要加大力气踩踏板，克服重力做功，使自行车动能增加，从而上坡。骑自行车当电梯上升或下降时，电梯受到的牵引力做功，使电梯动能增加或减少，从而实现升降。电梯升降在跑步机上跑步时，跑步机提供的摩擦力做功，使人的动能增加，从而使人运动。跑步机生活中的实例

科学实验中的实例重力摆实验通过改变摆锤的质量和高度，可以改变摆锤的重力做功量，从而改变摆锤的动能。弹性碰撞实验两个小球发生碰撞时，它们之间的相互作用力做功，改变小球的动能。电动机实验电流在磁场中受到安培力作用，安培力做功改变电动机的动能，从而使电动机转动。摩擦力做功问题滑动摩擦力做功可以改变物体的动能，例如在滑冰比赛中，运动员通过改变滑行轨迹，利用摩擦力做功来调整自己的速度和方向。斜抛运动在斜抛运动中，物体受到重力的作用，重力做功改变物体的动能，使物体沿抛物线运动。磁场中的带电粒子带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用，洛伦兹力做功改变粒子的动能，使粒子发生偏转。物理问题中的实例BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA06总结与思考外力做功与动能变化的关系通过实验和理论推导，我们理解了外力做功与物体动能变化的关系。当合外力对物体做正功时，物体的动能增加；当合外力对物体做负功时，物体的动能减少。学习了如何应用动能定理解决实际问题，如计算力在一段时间内对物体所做的功，或求某一过程中动能的变化等。通过实验操作，学会了使用打点计时器和测量工具，并掌握了实验数据处理的方法，如计算速度、加速度、位移等物理量。理解了实验中误差的来源，如测量工具的精度、人为操作误差等，并学会了如何减小误差的方法。动能定理的应用实验操作与数据处理误差分析本课总结若一个物体在光滑水平面上受到恒定的外力作用，其动能变化与做功有何关系？1.思考题一2.思考题二3.思考题三4.思考题四若一个物体的运动过程中受到多个力的作用，如何利用动能定理计算合外力所做的功？在实验过程中，如何减小测量误差对实