高中物理 第四章 机械能和能源 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系教学案 粤教版必修2-粤教版高一必修2物理教学案VIP专享

第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系1．动能定理：合力对物体所做的功等于物体动能的变化，即 W＝Ek2－Ek1。2．物体动能的变化与合外力做功有关，合外力做正功，动能增加，合外力做负功，动能减少。3．动能定理不仅适用于恒力做功和直线运动，也适用于变力做功和曲线运动。第 1 课时 实验：探究外力做功与物体动能变化的关系一、实验目的1．通过实验探究外力对物体做的功与物体动能变化的关系。2．学习利用图像法研究外力做功与物体动能变化的关系。二、实验原理物体做自由落体运动时，若下落高度 h 时瞬时速度为 v，则有重力做功 WG＝mgh，动能的变化量 ΔEk＝mv2－0。通过比较 WG与 ΔEk的大小，探究外力做功与物体动能变化的关系。图 431三、实验器材打点计时器、纸带、重锤、铁架台、夹子、刻度尺、电源等。四、实验步骤1．把打点计时器安装在铁架台上并与学生电源连接好。(如图 431 所示)2．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停在靠近打点计时器附近。3．接通电源待打点稳定后，松开纸带，让重锤自由下落。4．重复 3～5 次，挑选点迹清晰的纸带。五、数据处理1．测量和记录实验数据测量纸带的相关数据：(如图 432 所示)图 432记录数据的表格：sBEsACsDFtACtDF 2.数据处理并填入下表vB＝vE＝EkB＝mvB2EkE＝mvE2ΔEk＝EkE－EkBWG＝mgsBE3.处理实验数据，比较得出实验结论：重力所做的功 WG与物体动能的改变量 ΔEk在误差允许的范围内是相等的。六、实验结论合力对物体所做的功等于物体动能的变化。即：W 合＝ΔEk＝Ek2－Ek1。七、注意事项1．应选用质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响。2．打点计时器必须稳固安装在铁架台上，并且两个限位孔的中线要严格竖直，以减小纸带所受的摩擦力。3．释放前将纸带拉至竖直且保证不与限位孔接触以减小纸带与限位孔间的摩擦。4．测量下落高度时，选取的计数点的间隔适当大些。八、误差分析1．重锤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。2．竖直固定打点计时器，适当增加重锤的质量来减小相对误差。九、其他方案如图 433 所示由重物通过滑轮牵引小车，小车运动过程中拖动纸带，打点计时器在纸带上打点记录小车的运动情况。利用纸带及拉力 F 与小车质量 m 的数据，量出起始点至各计数点的距离，计算小车在打下各计数...