高中物理第四章机械能和能源第3节探究外力做功与物体动能变化的关系学案粤教版必修2
物理粤教版高一年级必修2第四章第3节探究外力做功与物体动能变化的关系教学设计1
《探究外力做功与物体动能变化的关系》教学设计（一）★新课标要求一、知识与技能１．能观察生活中的例子，懂得能量的变化在大自然中是很普遍的；２．知道外力做功可以改变物体的动能；３．学会用实验的方法探究动能的变化，了解科学探究的方法；４．理解动能定理的演绎推导，巩固牛顿运动定律；5、理解动能定理的内涵，学会应用动能定理的计算，知道动能定理的适用范围。
二、过程与方法１．掌握探究外力做功与物体动能变化的关系的实验设计过程，通过相关数据归纳出实验结果，学习科学探究的方法和实验能力；２．在理论推导中，体会推导过程中的数量关系，培育理性的逻辑思维能力；3、通过实践与拓展，理论联系实际，让学生培养相应的知识迁移能力。
三、情感、态度与价值观1、使学生了解事物之间是相互联系的，并学会从功能角度去探索自然规律；2、通过设计实验，了解科学探究的精神；3、通过动能定理的理论推导，培养学生对研究的兴趣；4、通过对动能定理的深入理解，体验能量守恒的自然规律。
★教学重点１．实验探究动能定理，并通过实验数据得出结论２．创设情景从理论推导动能定理３．动能定理的理解及应用★教学难点理解动能定理及其推导过程★教学工具多媒体课件、打点计时器及纸带、重锤、电源★教材分析教材的编写符合学生从感性到理性的认知规律，先通过生活实例引发学生的思考和想去探究的欲望，然后通过让学生设计实验，体验到科学探究的乐趣，最后通过应用已学知识进行理论推导，让学生对动能定理有了全方位的理解。
本节另一个重点是对动能定理的理解与应用。
动能定理中总功的分析与计算在初学时比较困难，应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。
通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解，让学生对功、能关系有更全面、深刻的认识，这是本节的重点，也是难点。
通过例题，使学生体会到应用动能定理解题较牛顿运动定律与运动学公式解题的不同点：即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用动能定理来处理问题有时比较方便。
物理粤教版高一年级必修2第四章第3节探究外力做功与物体动能变化的关系教学设计2
《探究外力做功与物体动能变化的关系》教学设计（二）【教学目标】一、知识与技能1．了解实验要探究的内容、实验方法与实验技巧，探究实验数据的处理方法，从而找出橡皮筋做功与小车速度变化之间的关系；2．理解动能定理的演绎推导，巩固牛顿运动定律；3．理解外力做功可以改变物体的动能；4. 学会应用动能定理的解决运动问题。
二、过程与方法1.体会科学探究的方法，以及分析实验数据、找出功和速度变化关系的方法。
懂得这些探究问题的方法，不仅在研究物理问题时是必要的，而且也可用于研究其他学科的问题；2.掌握应用动能定理的解决运动问题的方法。
三、情感、态度与价值观1、通过设计实验，了解科学探究的精神；2、通过动能定理的理论推导，培养学生对研究的兴趣；3、通过对动能定理的深入理解，体验能量守恒的自然规律。
【教学重点】１．实验探究动能定理，并通过实验数据得出结论２．动能定理的理解及应用【教学难点】动能定理的理解及应用【教具准备】CAI课件、气垫导轨、小车、光电门、橡皮筋【教材分析】动能定理中总功的分析与计算在初学时比较困难，应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。
通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解，让学生对功、能关系有更全面、深刻的认识。
通过例题，使学生体会到应用动能定理解题较牛顿运动定律与运动学公式解题的不同点：用动能定理来处理问题有时比较方便。
【教学过程】一、导入演示实验：a．让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度Array大时滑块把木块推得远，对木块做的功多。
b．让质量不同的滑块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多。
分析：运动物体可对外做功，物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大，物体对外做功的能力也越强。
引出问题：动能与质量和速度的定量关系如何呢？我们知道，功与能密切相关。
因此我们可以通过做功的多少来定量地确定动能。
外力对物体做功使物体运动而具有动能，下面我们就通过实验探究外力对物体做功与动能变化的关系。
2021粤教版高一物理机械能和能源 探究外力做功与物体动能变化的关系导学案及练习
探究外力做功与物体动能变化的关系一、 实验目的探究外力做功与物体动能变化的关系 二、 实验方案方案一：利用自由落体探究质量为m 的物体做自由落体运动，下落高度为h 时对应的速度为v 。
这个过程中，物体所受的外力做功W=，物体的动能改变量为k E ∆=。
1．要研究W 和k E ∆的大小关系，需要测出哪些物理量？ 2． 怎么去测量这些物理量？需要记录哪些数据？（实验步骤）3． 实验操作,完成表格（示例）。
h/m AC/m v/(m/s) W=mgh(J) 0212-=∆mv E k (J)提示：1.纸带法求瞬时速度的方法：Tv B 2=2.本地重力加速度：g=9.7833m/s 2 4．操作实验，记录并处理数据，比较W 和k E ∆的大小你的结论：5．如果有误差，请分析造成误差的原因。
方案二：利用气垫导轨和光电门探究小桶通过跨过定滑轮的细绳和滑块相连，释放滑块后，滑块先后通过光电门1、2的时间分别为1t ∆、2t ∆。
滑块（含遮光板）质量为M 、小桶质量为m 、两光电门间距为S 、遮光板宽度为d 。
若m<<M ，滑块通过1、2两个光电门的过程中，绳子的拉力对滑块做的功 W=，物体的动能改变量为k E ∆=。
1． 要研究W 和k E ∆的大小关系，需要测出哪些物理量？2． 怎么去测量这些物理量？需要记录哪些数据？（实验步骤）3． 请设计一个记录数据和处理数据的表格。
提示：1.光电门求瞬时速度的方法：d ：遮光片的宽度；t ∆：遮光时间tdv ∆= 2. 本地重力加速度：g=9.7833m/s 2 4．操作实验，记录并处理数据，比较W 和k E ∆的大小你的结论：5．如果有误差，请分析造成误差的原因。
方案三：（你的方案）习题训练1.下面列出一些实验步骤（）A、用天平测出重物和夹子的质量；B、将重物系在夹子上；C、将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子。
再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器外；D、打点计时器接在学生电源交流输出端，把输出电压调至6V（电源不接通、交流）；E、打点计时器固定放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上；F、在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据；G、用秒表测出重物下落的时间；H、接通电源待计时器响声稳定后释放纸带；I、切断电源；J、更换纸带，重新进行两次；K、在三条纸带中选出较好的一条；L、进行计算，得出结论，完成实验报告；M、拆下导线，整理器材。
粤教版高一物理必修二第四章 机械能和能源第03节 探究外力做功与物体动能变化的关系导学案及练习
探究外力做功与物体动能变化的关系一、实验目的 探究外力做功与物体动能变化的关系二、实验方案方案一：利用自由落体探究质量为m 的物体做自由落体运动，下落高度为h 时对应的速度为v 。
这个过程中，物体所受的外力做功W= ，物体的动能改变量为k E ∆= 。
1． 要研究W 和k E ∆的大小关系，需要测出哪些物理量？2． 怎么去测量这些物理量？需要记录哪些数据？（实验步骤）3． 实验操作,完成表格（示例）。
h/mAC/m v/(m/s) W=mgh(J) 0212-=∆mv E k (J) 提示：1.纸带法求瞬时速度的方法： Tv B 2=2.本地重力加速度：g=9.7833m/s 2 4． 操作实验，记录并处理数据，比较W 和k E ∆的大小你的结论：5．如果有误差，请分析造成误差的原因。
方案二：利用气垫导轨和光电门探究小桶通过跨过定滑轮的细绳和滑块相连，释放滑块后，滑块先后通过光电门1、2的时间分别为1t ∆、2t ∆。
滑块（含遮光板）质量为M 、小桶质量为m 、两光电门间距为S 、遮光板宽度为d 。
若m<<M ，滑块通过1、2两个光电门的过程中，绳子的拉力对滑块做的功 W= ，物体的动能改变量为k E ∆= 。
1． 要研究W 和k E ∆的大小关系，需要测出哪些物理量？2． 怎么去测量这些物理量？需要记录哪些数据？（实验步骤）3． 请设计一个记录数据和处理数据的表格。
提示：1.光电门求瞬时速度的方法：d ：遮光片的宽度；t ∆：遮光时间 td v ∆=2. 本地重力加速度：g=9.7833m/s 24． 操作实验，记录并处理数据，比较W 和k E ∆的大小你的结论：5．如果有误差，请分析造成误差的原因。
方案三：（你的方案）习题训练1.下面列出一些实验步骤（ ）A 、用天平测出重物和夹子的质量；B 、将重物系在夹子上；C 、将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子。
再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器外；D 、打点计时器接在学生电源交流输出端，把输出电压调至6V （电源不接通、交流）；E 、打点计时器固定放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上；F 、在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据；G 、用秒表测出重物下落的时间；H 、接通电源待计时器响声稳定后释放纸带； I 、切断电源；J 、更换纸带，重新进行两次；K 、在三条纸带中选出较好的一条；L 、进行计算，得出结论，完成实验报告； M 、拆下导线，整理器材。
高中物理第四章机械能和能源第3节探究外力做功与物体动能变化的关系教案1粤教版必修2
第3节探究外力做功与物体动能变化的关系新课教学：1、先复习合外力做功和动能的有关知识；2、通过列举日常生活中的实例提出问题，引导学生思考两者之间量的关系，即外力做功与物体的动能的变化之间有什么关系；3、要求学生根据自己的经验提出猜想；（合外力对物体所做的功等于物体动能的变化）4、学生分组讨论，（教师引导思考：设计该实验的关键是把外力做功和物体的动能变化量统一起来，设计时必须从两个方向考虑。
）设计实验探究方案、实验步骤，选择实验器材，设计记录数据的表格；5、全班讨论各种实验方案的可操作性、优缺点以及改进方法；（主要从操作和误差两方面考虑）6、比较容易简单的实验操作是：通过物体自由下落过程中，外力做功与物体动能变化的研究来实现，选用电火花打点计时器、纸带、重锤和刻度尺做仪器。
实验时，将打点计时器侧放在桌子的边缘并将限位孔伸出桌外，将一端夹有重锤的纸带的另一端从下往上穿过限位孔，其中一位同学用手拿住纸带的上端，小心竖直地向上提，并使重锤靠近打点计时器，另一位同学用一手按住打点计时器，另一手接通电源，接通电源后，提纸带的学生突然松开纸带让纸带在重锤的带动下向下运动。
7、提供一些实验器材，让学生在明确实验目的的情况下，进行实验操作、记录数据、并对实验数据进行处理与分析并归纳得出结论；（同时进行实验过程的评价（包括教师评价、组长评价、同学评价和自我评价））。
8、归纳总结出外力做功与物体的动能的变化关系；即合外力对物体所做的功等于物体动能的变化9、通过理论分析与论证推导出外力做功与物体的动能的变化关系；例（自由落体运动过程）理论推导：重力做功：W合=Gh(h为物体运动的起点到地面的高度)动能变化量：△E k=mv2/2-0=2m h2/t2-0（s 为物体水平射程），因此，当W合=△E k 即：Gh=2m h2/t2所以， g=2h/ t2（符合自由落体的运动学公式）10、教师利用平抛仪做动能定理的验证性实验；用平抛仪和刻度尺，利用平抛运动的特点，通过较重物体在平滑轨道下滑过程中，重力做功与物体动能变化的研究来实现。
2019-2020年高一物理第四章 第3节探究外力做功与物体动能变化的关系教案 粤教版 必修2
2019-2020年高一物理第四章第3节探究外力做功与物体动能变化的关系教案粤教版必修2一、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。
教学步骤一．复习引入：上节课我们学习了功和能关系。
运动的物体具有动能，而做功又可以改变物体的动能，如离站加速行驶的汽车。
那么做功和物体的变化又有什么定量关系？二．新课教学：1．动能定理推导：设质量为m的物体，初速度为v1，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移s，速度增加至v2，如图1所示。
在这个过程中，力F所做的功W=Fs。
根据牛顿第二定律有F=ma，由匀加速运动的公式，有由此可得：板书：W=FS= ma.=E k2=表示物体的末动能，E k1=表示物体的初动能。
板书：W= E k2- E k1说明外力对物体所做的总功等于物体动能的变化-----此即动能定理。
2．对动能定理的理解：（对动能定理的理解是一个难点，要多举实例帮助学生理解）（1）动能定适用于物体的直线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。
只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。
这些正是动能定理解题的优越性所在。
（2）若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理，可以分段考虑，也可以全过程为一整体来处理。
板书：3．动能定理解题的基本思路：（1）选取研究对象，明确它的运动过程。
（2）分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和。
（3）明确物体在过程始末状态的动能E K1和E K2。
（4）列出动能定理的方程W和= E K2- E K1。
粤教版高中物理必修2第四章第三节《探究外力做功与物体动能变化的关系》word导学案
第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系1. 动能定理： 对物体所做的功等于物体 的变化． 2．表达式：W ＝ 或W ＝ .3．当外力对物体做正功时，末动能 初动能；当外力对物体做负功时，末动能 初动能．4. 1．在离地面高为h 处以初速度v 0斜向上抛出一个质量为m 的物块，当它落地时速度为v ，用g 表示重力加速度，则在此过程中，阻力对物体做的功( )A ．mgh －12m v 2－12m v 20B ．mgh ＋12m v 20－12m v 2C.12m v 2－12m v 20－mgh D ．mgh ＋12m v 2－12m v 20 解析：由动能定理mgh ＋W f ＝12mv 2－12mv 20，得阻力对物体所做的功为W f ＝12mv 2－12mv 20－mgh .答案：C 5．一个25 kg 的小孩从高度为3 m 的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2 m/s ，g 取10 m/s 2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是( )A ．合外力做功50 JB ．阻力做功500 JC ．重力做功500 JD ．支持力做功50 J解析：合外力做功为W 合＝12mv 2－0＝12×25×22 J ＝50 J ，重力做功为W G ＝mgh ＝25×10×3J ＝750 J ，又W 合＝W G ＋W f .所以阻力做功为W f ＝－700 J ；支持力做功为W N ＝0.答案：A答案：1.合外力，动能；2. E k2－E k1， ΔE k ；3.大于，小于知识点1 实验探究新知探究在给定的路面上，汽车的初速度越大，刹车距离也 ，摩擦力做功就 。
可见，研究做功与动能变化的关系，实际上就是研究力、位移、速度和质量的关系。
若利用自由落体运动，则可利用刻度尺直接测出 ，利用打点计时器和纸带测出各点的 。
答案：越大，越多，位移，瞬时速度 重点归纳对实验探究的理解1.重力做功的特点：重力做功只与初末位置的高度差有关，即mgh W G =。
高中物理粤教版必修二导学案：第四章+第三节探究外力做功与物体动能变化的关系(1)
高中物理导学案
第三节探究外力做功与物体动能变化的关系（实验）预习课本74页，完成以下内容
一、【实验目的】探究合外力做功与物体动能变化的关系
二、【实验器材】
三、【实验原理】
四、【实验步骤】
五、【数据处理】（根据实验完成以下表格）
六、【误差分析】
（1）测量长度时会带来误差，减少误差的办法是：
（2）试验中重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量必定重力做的功．为了减少阻力的影响，实验中可以选用的重物．
七、【实验结论】
八、动手实验时，你遇到哪些问题．
九、【思考】
为了探究合外力做功与物体动能变化的关系，还可以采取哪些实验装置．。
高中物理必修2粤教《第四章机械能和能源第03节探究外力做功与物体动能变化的关系》179PPT课件 一等奖
W合=21 mv-22
1 2
mv12
合力做 的总功 W合＝Ek2－Ek1
初态的 动能
末态的动能
1、合力做正功,动能增大；合力做负功,动能减小 2、定理涉及一个过程（做功过程），两个状态（初、末 态动能） 3、适用范围：恒力、变力做功，直线、曲线运动。
THANKS
初态的 动能
解题步骤： (1)确定研究对象和研究过程 (2)对研究对象进行受力分析(注意哪些力做功或不做功). (3)确定合外力对物体做的功(注意功的正负). (4)确定物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能). (5)根据动能定理列式、求解.
总结
动能定理
合外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
v22 v12 2as
W总
1 2
mv22
1 2
mv12
Ek 2
Ek1
动能定理
合外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
W合=21 mv-22
1 2
mv12
合力做 的总功
W合＝Ek2－Ek1 末态的动能
初态的 动能
意义：揭示了外力做功与物体动能变化之 间的定量关系，外力做功是因，动能变化 是果。
物体）及研究过程
由动能定理有
4确定初末状态动能
F2
3 确 定 各 力 做 功 及 总 功
Fs kmgs 1 mv2 2
F mv 2 kmg 2s
5建方程求
5.0 103 60 2 2 5.0 10 2
解
0.02 5.0 103
10 N
1.9 10 4 N
不涉及时间和过程细节，优先考虑动能定理
[观察探究]
歼－15战机是我国自主研发的 第一款舰载战斗机，如图所示。 (1) 歼 － 15 战 机 起 飞 时 ， 合 力 对战机做什么功？战机动能怎 么变化？ (2) 歼 － 15 战 机 着 舰 时 ， 战 机 动能怎么变化？合力对战机做 什么功？增加阻拦索的原因是 什么？
2018-2019学年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课件粤教版必修2
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
检测评价 达标过关
自主预习
动能定理 1.推导：合力对物体所做功与动能变化的关系.
如图1所示，质量为m的物体，在一恒定拉力F作用下，以初速度v1开始沿
水平面运动，经位移s后速度增加到v2，已知物体与水平面的摩擦力恒为f.
(1)外力做的总功：W＝ (F－f )s .
解析 1 2 1 由动能定理可知：WF＝0－2mv ＝0－2×2×22 J＝－4 J.
解析
答案
重点探究
一、动能定理的理解
1 1 2 1.表达式 W＝Ek2－Ek1＝2mv2 －2mv12 1 2 (1)Ek2＝2mv2 表示这个过程的末动能； 1 Ek1＝2mv12 表示这个过程的初动能.
(2)W表示这个过程中合力做的功，它等于各力做功的代数和.
(3)确定合外力对物体做的功(注意功的正负).
(4)确定物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能).
(5)根据动能定理列式、求解.
例2
如图2所示，物体在离斜面底端5 m处由静止开始下滑，然后滑上
与斜面平滑连接的水平面，若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为 0.4，斜面倾角为37°.求物体能在水平面上滑行的距离.(sin 37°＝0.6， cos 37°＝0.8)
1 2 m v 2 0 ，故 C 点速度 v0＝2 gh.
解析 答案
例3
如图4所示，AB段为粗糙水平面轨道，BC段是固定于竖直平面内的
光滑半圆形导轨，半径为R.一质量为 m的滑块静止在A点，在水平恒力F作 用下从A点向右运动，当运动至B点时，撤去恒力F，滑块沿半圆形轨道向 上运动恰能通过最高点C.已知滑块与水平轨道间的滑动摩擦力f＝ mg ，水 4 mg 平恒力F＝ .求： 2 (1)滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ； 答案 0.25 解析 滑块在水平轨道上运动时，
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
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 ＝E k2－E k1。
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，假设下落高度h 时瞬时速度为v ，那么有重力做功W G ＝mgh ，动能的变化量ΔE k ＝12mv 2－0。
通过比较W G 与ΔE k 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：s BE s AC s DF t AC t DF2.v B ＝s ACt ACv E ＝s DFt DFE k B ＝12mv B 2E k E ＝12mv E 2ΔE k ＝E k E －E k BW G ＝mgs BEG k 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＝ΔE k ＝E k2－E k1。
七、须知1．应选用质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响。
2017-2018学年高中物理粤教版2教学案：第四章第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系含解析
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＝E k2－E k1。
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W G＝mgh,动能的变化量ΔE k＝错误!mv2－0.通过比较W G与ΔE k的大小,探究外力做功与物体动能变化的关系。
图4。
3。
1三、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4.31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4。
3。
2所示)图4。
3。
2记录数据的表格:2G动能的改变量ΔE k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＝ΔE k＝E k2－E k1.七、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ΔE k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。
高中物理必修2粤教《第四章机械能和能源第03节探究外力做功与物体动能变化的关系》218PPT课件 一等奖
3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反 复移动木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态，这时小 车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分力平 衡．
4．把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，打 点计时器在纸带上打下一系列的点．打点完成后切断电源，取下纸带，在纸带 上标上纸带号码．
h03 h01 2T
EK1
1 2
mvA2
3
hAB
B4
vB
h05 h03 2T
EK 2
1 2
mvB2
5
Ek
1 2
mvB2
1 2
mvA2
重力做功: WG =m g Δh
动能的变化:
Ek
EK 2
EK1
1 2
mv2
2
1 2
mv12
比较WG 与ΔEK的大小
6、实验数据参考表格：
0
选择的两 选择的两 选择的两 重力做 动能的增
5．在小盘内放入质量为m′的砝码，重复步骤4.在小盘内分别放入质量砝 码，再重复步骤4.数值都要记录在纸带上(或表格内)．
6．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点 间的距离，算出每条纸带上的加速度的值．
四、数据处理 五、注意事项 六、误差分析
例1.在利用打点计时器探究“物体做功与动能变化的关系”的实 验中，如果纸带上前面几点比较密集，不够清晰，可舍去前面的比 较密集的点，在后面取一段打点较为清晰的纸带，同样可以验证， 如图所示，取O点为起始点，各点间的间距已量出并标在纸带上， 所用交流电的频率为50 Hz，重物的质量为m kg.
4.4 研究合外力做功和动能变化的关系
高中物理 第4章 机械能和能源 第3节 探究外力做功与物体动能变化的关系学案(含解析)粤教版必修2
第三节探究外力做功与物体动能变化的关系学习目标知识脉络1.知道外力对物体做功可以改变物体的动能．2．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．(重点)3．会用实验方法来探究物理定理或规律．(难点)4．理解动能定理的推导过程．5．会用动能定理解决力学问题，知道用动能定理解题的一般步骤．(重点、难点)一、探究外力做功与动能的变化(实验)(1)实验目的研究外力做功与物体动能的变化关系．(2)实验方法让物体自由下落，下落过程经过A、B两点，测出A、B两点的高度差h AB和A、B两点的速度v A、v B，则重力做的功为W G＝mgh AB.动能变化ΔE k＝12mv2B－12mv2A.验证W G与ΔE k关系．(3)实验器材电火花打点计时器、纸带、重物、铁架台、钩码、夹子、刻度尺.二、动能定理(1)理论推导(如图)设某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下，在粗糙的水平面上发生一段位移s，速度由v1增加到v2.由牛顿第二定律得F －f ＝ma . 由运动学公式得v 22－v 21＝2as .两式联立得(F －f )·s ＝12mv 22－12mv 21，即W ＝E k2－E k1.(2)内容合力对物体做的功等于物体动能的变化． (3)表达式W ＝E k2－E k1.其中：①E k1＝12mv 21表示物体的初动能；②E k2＝12mv 22表示物体的末动能；③W 表示物体所受合力做的功，或者物体所受所有外力对物体做功的代数和． (4)适用范围①动能定理既适用于求恒力做功，也适用于求变力做功． ②动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)实验时先释放重物后接通打点计时器． ( ) (2)本实验应选用质量和密度较大的重物． ( ) (3)应利用v ＝gt 计算各点瞬时速度． ( )(4)动能定理中合外力做的功，是指作用在物体上所有力做的功． ( )(5)动能定理中，合外力做正功，物体动能减少． ( ) (6)动能定理反映了一种功能关系．( )【提示】 (1)× 应先接通电源，再释放重物． (2)√(3)× 应由v n ＝h n ＋1－h n －12T计算各点速度． (4)√(5)× 合外力做正功，动能增加． (6)√2．关于动能定理，下列说法中正确的是( )A ．在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和B ．只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变C ．动能定理只适用于直线运动，不适用于曲线运动D．动能定理既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况D[外力做的总功等于各个力单独做功的代数和，A错；根据动能定理，决定动能是否改变的是总功，而不是某一个力做的功，B错；动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况，C错，D对．]3．小明和小帆利用如图所示的装置探究功与动能变化的关系，对于橡皮筋和小车连接的问题，如图所示，小明和小帆各有一种接法，你认为正确的是________．(填“甲”或“乙”)甲乙[答案]甲探究外力做功与动能的变化(实验)1.实验步骤(1)按图所示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)把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近．(3)接通电源后松开纸带，让重物自由下落．(4)重复几次，得到3～5条打好点的纸带．2．数据处理(1)在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后依次标上1、2、3…用刻度尺测出对应下落高度h 1、h 2、h 3…(2)应用公式v n ＝h n ＋1－h n －12T计算各点对应的瞬时速度v 1、v 2、v 3… (3)计算某两点间重力做的功W G 和对应的动能的增加量ΔE k ，进行比较．(请自行设计表格进行分析)(4)计算某两点间重力做的功W G 和对应的动能的增加量ΔE k ，将结果填入表格中，进行比较，得出结论．下落高度h (m) 瞬时速度v (m/s)重力做的 功W G 动能增加 量ΔE k W G 与ΔE k 的关系(5)结论在物体自由下落过程中，重力对物体做的功等于物体动能的增加量． 3．误差分析产生原因减小方法偶然误差 用刻度尺测量长度 舍去前面密集的点，测后面的点到第一个点的距离 系统误差重力下落过程中受阻力作用多次测量取平均值，尽可能减小纸带受到摩擦阻力和空气阻力的影响(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)实验时必须是先接通电源，打点计时器正常工作后再放开纸带让重物下落． (5)选用纸带时应选点迹清晰，且第一个点和第二个点间的距离接近2 mm 的纸带． (6)由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，所以动能的增加量ΔE k 必定略小于重力做的功W G ，只要在实验误差允许范围内，两者近似相等即可．【例1】 在探究外力做功与物体动能变化的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，查得当地的重力加速度g ＝9.80 m/s 2，测得所用重物的质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示，开始下落的点记作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62.99 cm 、70.18 cm 、77.76 cm 、85.73 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(取两位有效数字)．结论是：在误差允许的范围内， ________________：思路点拨：①由W G ＝mgh 求重力做功．②由v C ＝BD2T 及E kc ＝12mv 2C 求动能增加量． [解析] 依据纸带上的信息读出下落的高度，重力做的功由公式W G ＝mgh 求出，动能的增加量由ΔE k ＝12mv 2C 、v C ＝B D 2T 联立求出．根据实验原理直接进行计算，T ＝150s ＝0.02 s所以由O 点到C 点，重力做的功为W G ＝mgh ＝1.00×9.80×77.76×10－2 J≈7.6 J打下C 点时纸带(即物体)的瞬时速度v C ＝O D －O B 2T＝85.73－70.18×10－22×0.02m/s ＝3.887 5 m/s即动能的增加量为ΔE k ＝12mv 2＝12×1.00×3.887 52J≈7.6 J.[答案] 7.6 7.6 重力所做的功等于物体动能的增加1．某探究学习小组的同学欲探究“做功与物体动能变化的关系”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置．(1)该学习小组的同学想用沙和沙桶的重力作为滑块受到的合力，探究滑块所受合力做功与滑块动能变化的关系．为了实现这个想法，该小组成员提出了以下实验措施，你认为有效的有________(填选项字母)．A ．保持沙和沙桶的质量远大于滑块质量B ．保持沙和沙桶的质量远小于滑块质量C ．保持长木板水平D ．把木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力E ．调整滑轮的高度使细线与长木板平行(2)图是滑块(质量为m )在恒力F 作用下做匀加速直线运动打点计时器打出的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T .利用这些数据能验证动能定理，滑块从A 到B 的过程中，恒力做的功为W AB ＝__________；滑块动能的变化量为E k B －E k A ＝___________；请你说出对这种做法的评价．优点是： ____________________________________________；缺点是： _____________________________________________.[解析] (1)有效的措施是B 、D 、E. (2)W AB ＝F ·s AB . 由v A ＝s A 2T ，v B ＝s B2T.E k B －E k A ＝12m (s B 2T )2－12m (s A 2T )2＝12m x 2B －x 2A4T2优点：A 、B 两点的距离较远，测量时的相对误差较小 缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强． [答案] 见解析动能定理1.(1)等值关系：某物体的动能变化量总等于合力对它做的功．(2)因果关系：合力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合外力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程，转化了多少由合外力做了多少功来度量．2．动能定理解题的优越性(1)应用动能定理解题时，物体由初状态到末状态的过程中，它的运动性质、运动轨迹、做功的力是变力还是恒力等诸多因素都可以不予考虑，使分析简化．(2)应用牛顿运动定律和运动学规律时，涉及的有关物理量比较多，对运动过程中的细节也要仔细研究；而应用动能定理只考虑合外力做功和初、末两个状态的动能，并且可以把不同的运动过程合并为一个全过程来处理．(3)一般情况下，由牛顿运动定律和运动学规律能够求解的问题，用动能定理也可以求解，并且更为简捷．3．应用动能定理解题的步骤(1)确定研究对象和研究过程(研究对象一般为单个物体)． (2)对研究对象进行受力分析(注意哪些力做功或不做功)． (3)确定合外力对物体做的功(注意功的正负)．(4)确定物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能)．(5)根据动能定理列式、求解．【例2】 如图所示，AB 为固定在竖直平面内的14光滑圆弧轨道，轨道的B 点与水平地面相切，其半径为R .质量为m 的小球由A 点静止释放，求：(1)小球滑到最低点B 时，小球速度v 的大小；(2)小球通过光滑的水平面BC 滑上固定曲面，恰达最高点D ，D 到地面的高度为h (已知h ＜R )，则小球在曲面上克服摩擦力所做的功W f .思路点拨：①由mgR ＝12mv 2B 求v B .②由mg (R －h )－W f ＝0求克服摩擦力做功．[解析] (1)小球从A 滑到B 的过程中，由动能定理得mgR ＝12mv 2B －0解得v B ＝2gR .(2)从A 到D 的过程，由动能定理可得mg (R －h )－W f ＝0－0解得克服摩擦力做的功W f ＝mg (R －h )． [答案] (1)2gR (2)mg (R －h )应用动能定理时注意的四个问题(1)动能定理中各量是针对同一惯性参考系而言的(一般选取地面为参考系)．(2)若物体运动的过程包含几个不同的阶段，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以将全过程作为一个整体来处理．(3)在求总功时，若各力不同时对物体做功，W 应为各阶段各力做功的代数和．在利用动能定理列方程时，还应注意各力做功的正、负或合力做功的正、负．(4)对于受力情况复杂的问题要避免把某个力的功当做合力的功，对于多过程问题要防止“漏功”或“添功”．2．一个物体的速度从0增大到v ，外力对物体做功为W 1；速度再从v 增大到2v ，外力做功为W 2，则W 1和W 2的关系正确的是( )A ．W 1＝W 2B ．W 1＝2W 2C ．W 2＝3W 1D ．W 2＝4W 1C [根据动能定理可知，W 1＝12mv 2，W 2＝12m (2v )2－12mv 2＝32mv 2，因此，W 2＝3W 1，选项C 正确．]1．(多选)关于“探究恒力做功与动能变化的关系”的实验，下列说法中正确的是( ) A ．应调节定滑轮的高度使细绳与木板平行 B ．应调节定滑轮的高度使细绳保持水平C ．平衡摩擦力时，若纸带上打出的点越来越密，就应调大斜面倾角D ．平衡摩擦力时，若纸带上打出的点越来越疏，就应调大斜面倾角AC [实验中调整定滑轮高度，使细绳与木板平行，这样能使细绳对小车的拉力等于它受的合力，A 对，B 错；纸带上打出的点越来越密，表明小车做减速运动，摩擦力平衡不够，这时需要垫高木板一端，使斜面倾角增大，直到打出的点均匀为止，C 对，D 错．]2．汽车在平直公路上由静止开始做匀加速直线运动，当汽车速度达到v m 时关闭发动机，汽车继续运动一段时间后停止，其速度图象如图所示，若汽车加速行驶时其牵引力做功为W 1，汽车在整个运动过程中克服阻力做功W 2，则W 1与W 2的比值为( )A ．4∶1B ．3∶1C ．2∶1D ．1∶1D [对全过程应用动能定理，由初速度与末速度大小皆为零，则知合外力做功为零，即W 1－W 2＝0，所以选项D 正确．]3．为了探究“合力做功与动能变化的关系”，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置，备有下列器材：打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙．他们称得滑块的质量为M 、沙和小桶的总质量为m .当滑块连接上纸带，让细线跨过光滑滑轮并悬挂空的小桶时，滑块处于静止状态．要完成该实验，请回答下列问题：(1)要完成本实验，还缺少的实验器材是________．(2)实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是_________，实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合力，首先要做的步骤是_________．(3)在满足(2)问的条件下，让小桶带动滑块加速运动，如图所示为打点计时器所打的纸带的一部分，图中A、B、C、D、E是按时间先后顺序确定的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间的距离已标注在图上，当地重力加速度为g，在B、D两点间对滑块进行研究，合力对滑块做的功为____________，v B＝__________，v D＝______________(用题中所给的代表数据的字母表示)．[答案](1)毫米刻度尺(2)沙和小桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力(3)mg(s2＋s3) s1＋s22Ts3＋s42T。
高中物理必修2粤教《第四章机械能和能源第03节探究外力做功与物体动能变化的关系》197PPT课件 一等奖
五、应用（例题）
1．下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系，
正确的是 ( AC)
A．如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零 B．如果合力对物体做的功为零，则合力一定为零 C．物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中
变化量一定不为零 D．如果物体的动能不发生变化，则物体所受合力一定是零
2.如图 4-3-18 所示，物体沿曲面从 A 点无初速
度滑下，滑至曲面的最低点 B 时，下滑的高度
为 5 m，速度为 6 m/s，若物体的质量为 1 kg。
则下滑过程中物体阻力所做的功为( ) 图 4-3-18
A．0 J
B．50 J
C．-32 J
D．-18 J
解析：由动能定理得 mgh+Wf＝12mv2，故 Wf＝mgh－12mv2＝
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 4-3-2 所示)
记录数据的表格：
图 4-3-2
2.数据处理并填入下表
sBE
sAC
sDF
tAC
tDF
vB＝stAACC
vE＝stDDFF
二、学习目标
➢1.知道外力对物体做功可改变物体的动能。 ➢2.会用实验方法来探究或验证动能定理。 ➢3.知道理论推导动能定理的方法。 ➢4.理解动能定理，会用动能定理进行计算。 ➢5.会用动能定理解决力学相关问题。
三、课堂探究
探究1：实验探究动能定理（分组）
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。 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＝12mv2－0。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。
粤教版第四章第3节《外力做功与物体动能变化的关系》教学设计.docx
第四章第3节《探究外力做功与物体动能变化的关系＞＞教学设计【教学内容分析】1.课程标准对本节的要求：通过实验和理论不同的方法探究外力做功与物体动能变化间的关系，使学生理解动能定理。
2.教初的地位和作用：动能定理既是本章的重点也是整个力学的重点内容，将其安排在动能、势能Z后，可以更充分的以功能关系为线索体现出物体动能的变化是由于外力对物体做功的原因。
教材通过理论联系实际的方法从实验探究到理论推导，最后得出垂要的规律一一动能定理，有助于学生对动能定理的理解。
3.教材的编写思路：本节通过对日常生活中一些具体的发生动能变化的实例入手，引出要研究的问题：外力做功与物体动能变化Z间存在什么样的关系？继而从定性的关系过度到定量的关系。
然后通过实验和理论分析论证两个途径对课题进行研究，最后综合实验探究和理论分析结果，得到动能定理的内容和数学表达式。
4.教材处理：• （1）思维分法处理：教学屮要充分体现教材尊重学生认知规律和渗透三维学习的思想。
先从生活中的实例入手使学生认识到外力对物体做功使物体动能发生变化，再次感知功和能Z间的转换关系。
然后采用实验探究手段，使学生能够从实验探究的过程中对动能定理产生感性的认识。
最后再将感性过度到理性，从理论分析的方法推导出动能定理。
（2）知识线索处理：认识到外力做功可以改变物体的动能f二者Z间存在什么定量的关系f通过实验进行探究f结合理论推导得出规律。
【教学对象分析】1学生的知识基础・•学生通过胡面知詁的学习，已经对动能、势能、以及功和能关系有了一定的了解，所以当分析物体动能变化与外力做功间关系时，学生不会觉得很突然，能够从功能关系上进行合理的分析。
2.学生的兴趣特点：对事物充满了好奇，有丰富的想象力、并且对实验有着浓厚的兴趣。
在提出所要探究的课题后，可以充分调动学生的积极性，让学生联系所学知识自行设计探究实验的方案，然后通过具体实施过程，帮助学生从感性上得到实验结论。
3•学生的认知特点：学生往往更容易从感性上认识知识，理性认知能力较差。
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第三节《探究外力做功与物体动能变化的关系》
一、学习目标
1、知道外力做功可改变物体的动能
2、理解动能定理的物理意义，初步掌握动能定理的应用
3、掌握用实验方法探究动能定理 二、学习重点难点
从实验角度探究外力做功与动能变化的关系，动能定理的应用 三、课前预习（自主探究）
1. 动能定理： 对物体所做的功等于物体 的变化． 2．表达式：W ＝_______________或W ＝_____________________.
3．当外力对物体做正功时，末动能 初动能；当外力对物体做负功时，末动能 初动能． 4. 1．在离地面高为h 处以初速度v 0斜向上抛出一个质量为m 的物块，当它落地时速度为v ，用g 表示重力加速度，则在此过程中，阻力对物体做的功( ) A ．mgh －12mv 2－12mv 20 B ．mgh ＋12mv 20－12mv
2 C.12mv 2－12mv 20－mgh D ．mgh ＋12mv 2－12
mv 2
0 5．一个25 kg 的小孩从高度为3 m 的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2 m/s ，
g 取10 m/s 2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是( )
A ．合外力做功50 J
B ．阻力做功500 J
C ．重力做功500 J
D ．支持力做功50 J 四、课堂活动 （1）小组合作交流 知识点1 实验探究
在给定的路面上，汽车的初速度越大，刹车距离也 ，摩擦力做功就 。
可见，研究做功与动能变化的关系，实际上就是研究力、位移、速度和质量的关系。
若利用自由落体运动，则可利用刻度尺直接测出 __________，利用打点计时器和纸带测出各点的 ________。
答案：越大，越多，位移，瞬时速度 重点归纳
对实验探究的理解
1.重力做功的特点：重力做功只与初末位置的高度差有关，即mgh W G 。
2.动能：物体的质量与速度平方乘积的一半，22
1
mv E K。
3.利用物体由静止自由下落时，重力做功mgh ，动能的变化2
2
1mv ，探究两者的关系。
知识点2 合外力做功和物体动能的变化
射箭运动员拉弓射箭，箭在弹力作用下，获得很大的速度射出去。
在行驶中的汽车，因
前方有路障而紧急刹车，汽车在阻力作用下逐渐停下来。
前者有弹力对箭做功，则箭的 发生了改变， 也发生了改变；后者摩擦阻力对汽车做功，使汽车的 减小， 也减小。
这两种情况的共同特点是有力对物体做功，则物体的 发生变化。
答案：速度，动能，速度，动能，速度和动能
重点归纳
对合外力做功和物体动能的变化的理解
(1)W 为物体所受外力的总功(包括物体所受重力)．
(2)动能定理揭示了合外力对物体做功与物体动能的变化之间的因果联系和定量关系．定理表明，合外力对物体做了多少功，物体的动能就增加(减少)多少．合外力做正功，物体的动能增加；合外力做负功，物体的动能减少．
(3)适用条件：动能定理虽然是在物体受恒力作用沿直线做匀加速直线运动的情况下推导出来的，但是对于外力是变力或物体做曲线运动，动能定理都成立．
2．优越性
(1)对于变力作用或曲线运动，动能定理提供了一种计算变力做功的简便方法．功的计算公式W ＝Fs cos α只能求恒力做的功，不能求变力做的功，而由于动能定理提供了一个物体的动能变化ΔE k 与合外力对物体所做功具有等量代换关系，因此已知(或求出)物体动能变化ΔE k ＝E k2－E k1，就可以间接求得变力做的功．
(2)与用牛顿定律解题的比较
3.运用动能定
理解题的一般步骤
(1)明确研究对象和运动过程． (2)分析过程中力做功情况． (3)明确初、末状态的动能． (4)列方程，并求解． 实验透视
探究外力做功与物体动能变化的关系 【实验目的】
探究外力做功与物体动动能改变的定量关系 【实验原理】 电源频率合W Mv Mv E =-=∆21222
121 【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、学生电源、导线若干．
【实验步骤】
A ．按图4－3－6所示，把打点计时器安装在铁架台上，并接好电路；
B ．纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，竖直提起纸带使重锤靠近打点计时器，用夹子把纸带上端夹住；
C ．先接通打点计时器的电源，待稳定后，释放纸带，让重锤自由下落，打点计时器在纸带上打点；
D ．重复几次(3～5次)，挑选出点迹清晰的纸带用来分析；
E ．在选取纸带中，选取点迹间距较大的点，并标上0、1、2、3、4、…，量出各点到0点的距离h 1、h 2、h 3、…；
F ．利用公式v n ＝
h n ＋1－h n －1
2T
求出各点的速度大小； G ．并求出相邻两点间重锤动能的增量ΔE k 和重锤重力做的功W ； H ．比较重力所做的功W 和动能增量ΔE k 的关系，得出结论． 2．测量与记录 3．数据处理及实验结论
图4－3－6
测出起始点O 到B 点的距离，就是物体自由下落的高度sOB 。
再求出O 点和B 点的速度（vB )：T
s v v AC
AC B 2==，以同样的方法得到其他点的瞬时速度。
再验证这个过程是否满足动能定理mgh W Mv Mv E ==-=∆合21222
121。
【实验结论】
在误差范围内，重力所做的功等于物体动能的增量． 【注意事项】
1.实验中打点记时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦力．
2.实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落．
3.打点记时器必须接50Hz 交流低压电源.
4.必须保留纸带上打出点迹的第一点,且第1、2点间距约为2mm 的纸带误差小。
5.实验中，只要验证gh 是否等于v2/2即可，不用测重锤的质量。
6.【误差分析】由于重锤克服阻力作功，所以动能增加量略小于重力势能减少量 （2）课堂小测 单项选择题
1.关于功和物体动能变化的关系，下列说法不正确的是( )
A ．有力对物体做功，物体的动能就会变化
B ．合力不做功，物体动能不改变
C ．合力对物体做正功，物体的动能一定增加
D ．所有外力做功的代数和为负值，则物体动能减少
2．一物体速度由零增大到v ，再从v 增大到2v ，外力做功分别为W 1和W 2，则W 1和W 2的关系正确的是( )
A ．W 1＝W 2
B ．W 2＝2W 1
C ．W 2＝3W 1
D ．W 2＝4W 1
3．物体A 和B 质量相等，A 置于光滑的水平面上，B 置于粗糙的水平面上，开始时都处于静止状态，在相同的水平力F 作用下移动相同的位移，则( ) A ．力F 对A 做功较多，A 的动能较大 B ．力F 对B 做功较多，B 的动能较大 C ．力F 对A 和B 做功相同，A 和B 的动能相同 D ．力F 对A 和B 做功相同，但A 的动能较大
4．一质量为1 kg 的物体被人用手由静止向上提升1 m ，这时物体的速度为2 m/s ，g 取10 m/s 2
，则下列说法不正确的是( )
A ．手对物体做功12 J
B ．合外力对物体做功12 J
C ．合外力对物体做功2 J
D ．物体克服重力做功10 J
双项选择题
5．水平光滑地面上放着质量为0.5 kg 的足球，一小孩用10 N 力踢球，使球沿水平面向前运动了2 m ，速度大小为6 m/s ，与竖直墙壁碰撞，撞后小球沿相反方向以大小相等的速度反弹回来，下列说法正确的是( )
A ．小孩对球做的功为20 J
B ．小孩对球做功为9 J
C ．墙对小球做的功为0
D ．墙对小球做功为18 J
6．关于运动物体所受的合力、合力做的功和运动物体动能的变化，下列说法正确的是( )
A ．运动物体所受合力不为零，合力必做功，则物体的动能一定变化
B ．运动物体所受合力为零，则物体的动能一定不变
C ．运动物体的动能保持不变，则物体所受合力必为零
D ．运动物体所受合力不为零，则该物体一定做变速运动
7．质量不同而具有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止，则( )
A ．质量大的物体滑动距离大
B ．质量大的物体滑行距离小
C ．质量大的物体做功多
D ．它们运动的加速度一样大
8．质量为m 的物体从距地面h 高处由静止开始以加速度a ＝g
3竖直下落到地面，在这个过程
中( )
A ．物体的动能增加13mgh
B ．物体的重力势能减少1
3mgh
C ．物体的动能增加mgh
D ．物体的重力势能减小mgh 计算题
9．如下图所示，用拉力F 使一个质量为m 的木箱由静止开始在水平地面上移动了l ，拉力F 跟木箱前进方向的夹角为α，木箱与地面间的动摩擦因数为μ，
求木箱获得的速度．
五、课外作业 六、课后反思
解：对物体进行受力分析，受到竖直向下的重力mg 、垂直地面的支持力F N 、拉力F 和水平向左的摩擦力F f ，如答图4-3-8所示．
由动能定理：
Fl cos α－F f l ＝12
mv 2－0
而F f ＝μ(mg －F sin α) 联立解得v ＝
2[F cos α－μ mg －F sin α ]l
m
.。