4.3探究外力做功与物体动能变化的关系 教案

一、教学目的：
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、重点难点：
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。
教学步骤
第一课时
一、课前练习：某同学在研究小车运动实验中,获得一条点迹清楚的纸带,已知打点计时器每隔0.02秒打一个计时点，每5个点取一个计数点。根据已学知识计算1、2、3点处小车的速度。
0 1 2 3 4
讨论：
（1）：1、2、3点小车的速度发生了变化，动能是否发生了变化？
（2）：小车速度发生变化，则有加速度，所受合外力不为零，合力是否做功？
（3）：合外力做功与动能变化有什么关系呢？
二、新课教学：
1、知识回顾： ；（高度为物体重心的相对高度）；

2、实验探究
⑴、实验目的：研究力做功与物体动能的变化的关系。
⑵、实验器材：电火花打点计时器，纸带、重锤、铁架台、钩码、夹子、刻度尺（不用天平、秒表）。
⑶、实验装置：
⑷、实验方法：让物体自由下落，下落过程先后经过A、B两点，测出A、B两点的高度差hAB和A、B两点的速度vA、vB ，则重力做的功为WG=mghAB .
动能变化：
ΔEk=mvB2－mvA2
比较重力做功WG与和动能变化ΔEk的关系。
⑸、实验步骤：
①、按图把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。
②、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器下放。
③、先接通电源、再释放纸带，让重锤自由下落。
④、重复几次，得到打好点的纸带。
⑤、在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，标上0，1，2，3……用刻度尺测出对应下落高度h01、h02、h03……
h01
h02
h03
h04
H05
测量值（m）
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mgh和动能的增加量mvn2，进行比较。
⑧、数据处理

选择的两点的速度v（m/s）
选择的两点的动能Ek(J)
选择的两点间的距离
△h(m)
重力做功WG(J)
动能增加量
△Ek(J)
1


2
3
结论：重力做功和动能的变化量相等。
课后作业：水平面上一质量为2kg的物体在一恒定拉力F作用下沿直线运动，如图所示是用打点计时器记录的一条纸带（每隔5个点取一个计数点），打点的时间间隔为0.02s。则
（1）、记录B点时物体的速度是= 0.38 m/s，动能为= 0.1444 J；
记录D点时物体的速度是= 0.70 m/s，动能为= 0.490 J；
物体的动能差为 0.346 J。
（3）、体运动的加速度为 1.60 ，拉力F= 3.2 N 。
（4）、物体从B点到D点，位移为 0.108 m；拉力做的功为 0.346 J。
（5）、比较物体所受外力做功与动能变化量之间的关系为： 在误差范围内相等 。
第二课时
回顾探究实验：重力做功与动能变化量相等
练习评讲，得出动能定理：在误差范围内物体所受合外力做功与动能变化量相等。
例题讲解、得出结题步骤（课本76页）
1、确定研究对象及运动过程；
2、对研究对象进行受力分析；
3、针对物理过程列出各力所做的功；
4、确定研究过程的初、末状态并写出初、末状态的动能；
5、利用动能定理列方程求解。
课堂练习：课本101页第5、6题
课后作业：课本101页第12题、《学评》76页2、3、4、5、6、7、8、9
第三课时
复习动能定理：
强调动能定理结题步骤：
1、确定研究对象及运动过程；
2、对研究对象进行受力分析；
3、针对物理过程列出各力所做的功；
4、确定研究过程的初、末状态并写出初、末状态的动能；
5、利用动能定理列方程求解。
评讲上节课作业
《学评》习题讲解 76页2、3、4、5、6、7、8、9、10
作业《学评》76页 11题、学案练习第2题