高中物理 第3章 动能的变化与机械功 3.1 探究动能变化跟做功的关系教学案 沪科版必修2-沪科版高一必修2物理教学案

3.1 探究动能变化跟做功的关系[学习目标] 1.理解动能的概念，会根据动能的表达式计算物体的动能.2.能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义.3.能应用动能定理解决简单的问题.4.掌握探究恒力做功与物体动能变化的实验方法.一、动能、动能定理1.动能(1)定义：物理学中把 mv2叫做物体的动能.(2)表达式：Ek＝mv 2 .① 表达式中的速度是瞬时速度.② 动能是标量(填“标量”或“矢量”)，是状态(填“过程”或“状态”)量.(3)单位：动能的国际单位是焦耳，简称焦，用符号 J 表示.2.动能定理(1)内容：外力对物体所做的功等于物体动能的增量.(2)表达式：W＝Δ E k.(3)说明：ΔEk＝Ek2－Ek1.Ek2为物体的末动能，Ek1为物体的初动能.二、恒力做功与物体动能变化的关系1.设计实验(如图 1)：图 1所使用的器材有：气垫导轨、滑块、光电门、计时器、气源、刻度尺、细绳、钩码等.2.制定计划：(1)直接验证：逐一比较力对物体所做的功与物体动能增量的大小之间的关系.(2)用图像验证：根据 W＝mv2，由实验数据作出 W 与 v 2 及 W 与 m 的关系图像.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)物体的动能大小与物体的质量成正比，与物体的速度成正比.(×)(2)物体动能具有方向，与速度方向相同.(×)(3)合外力对物体做的功等于物体的末动能.(×)(4)合力对物体做正功，物体的动能可能减小.(×)(5)一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化.(√)2.一个质量为 0.1 kg 的球在光滑水平面上以 5 m/s 的速度匀速运动，与竖直墙壁碰撞以后以原速率被弹回，若以初速度方向为正方向，则小球碰墙前后速度的变化为 ，动能的变化为 .答案 －10 m/s 0一、对动能和动能定理的理解[导学探究]1.一质量为 m 的物体在光滑的水平面上，在水平拉力 F 作用下运动，速度由 v1增加到 v2的过程通过的位移为 s，则 v1、v2、F、s 的关系是怎样的？答案 根据牛顿第二定律：F＝ma由运动学公式 a＝由此得 Fs＝mv－mv.2.从推导结果知，水平力 F 的功等于什么量的变化？这个量与物体的什么因素有关？答案 水平力 F 的功等于物体动能的变化，动能与物体的质量和速度有关.[知识深化]1.对动能 Ek＝mv2的理解(1)动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关.(2)动能是状态量，具有瞬时性，与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应.(3)动能具有相对性，选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，...