高中物理第四章第3节探究外力做功与物体动能变化的关系教案3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
本节教材分析
三维目标
一、知识与技能：
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；
3、会用实验方法探究物理定理或规律；
4、掌握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；
二、过程与方法：
1、经历探究外力对物体所做的功与物体动能的变化关系的过程，让学生体会科学探究的方法；
2、通过理论分析与论证的过程，使学生受到理性思维的训练；
3、通过实践与拓展，使学生灵活迁移所学知识解决实际问题；
4、通过阅读活页资料，扩大学生的视野，丰富学生的知识面；
三、情感态度与价值观：
1、通过实验与探究，培养学生的探究意识和实践能力；
2、经历讨论与交流，培养学生的语言表达表述能力和团结协作的学习精神；
3、通过实践与拓展，培养学生对知识的灵活迁移能力和实际应用能力；
4、通过阅读资料活页，培养学生的阅读、理解能力，使学生养成了解社会、关注社会的责任感；
教学重点
知道动能定理解题的步骤
教学难点
会用动能定理解决有关的力学问题
教学建议
动能定理的应用当然是这一节课的一个关键，这节课不可能让学生一下子就能够掌握应用这个定理解决问题的全部方法，而应该教给学生最基本的分析方法，而这个最基本分析方法的形成可以根据例题来逐步让学生自己体会，设计两个基础例题，但是要有代表性，分两种情况从不同角度分析合力做功等于动能的变化，一次是合力做正功，物体动能增加；一次是合力对物体做负功，物体动能减少．可以在这两个题目的基础上，根据学生的实际情况再增加一些难度相对较大的题目以供水平较高的学生选用．但是这节课的主流还是以基础为主，不能本末倒置．
新课导入设计
导入一
(实验演示或举例说明)
让滑块A从光滑的导轨上滑下，与静止的木块相碰，推动木块做功．
师：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到什么现象?
生：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多．师：说明什么问题?
生：高度越大，滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外做功的本领越强，说明
物体由于运动而具有的能量越多．
师：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到什么现象?
生：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多．师：说明什么问题?
生：相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以对外做功的本领不同，是因为物体的质量不同，在速度相同的情况下，质量越大，物体对外做功的能力越强，也就是说物体由于运动而具有的能量越多．师：那么把这个问题总结一下，得出的结论是什么呢?
导入二
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？
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，长方体物块在粗糙水平面上，光滑圆球在光滑竖直墙壁和物块上处于静止状态。

现用水平向右的拉力F拉动长方体物块缓慢移动一小段距离，在这个运动过程中（）
A．球对墙壁的压力逐渐减小
B．球对长方体物块的压力逐渐增大
C．地面对长方体物块的支持力逐渐减小
D．地面对长方体物块的支持力逐渐增大
2．如图所示，质量相等的甲、乙两个小球，在光滑玻璃漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动，甲在乙的上方。

则它们运动的
A．向心力F 甲＞F 乙
B．线速度υ甲＞υ乙
C．角速度ω甲＞ω乙
D．向心加速度a 甲＞a 乙
3．在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，有一种探测方法是，首先给金属长直管线上同上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行一下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场的最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点，测得b、c两点距离为L，由此可确定金属管线
A．平行于EF，深度为
B．平行于EF，深度为L
C．垂直于FE，深度为
D．垂直于EF，深度为L
4．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸褚”之说，但下列不属于静电现象的是( )
A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引
C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流
D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
5．乘坐摩天轮观光是广大青少年喜爱的一种户外娱乐活动，如图所示，某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。

下列说法正确的是（）
A．该同学运动到最低点时，座椅对他的支持力大于其所受重力
B．上升程中，该同学所受合外力为零
C．摩天轮转动过程中，该同学的机械能守恒
D．摩天轮转动一周的过程中，该同学所受重力的冲量为零
6．下列说法正确的是：（）
A．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而建立了核式结构模型
B．贝克勒尔通过对天然放射现象的硏究，发现了原子中存在原子核
C．原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定小于质子数
D．大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中必有一种与入射光频率相同二、多项选择题
7．如图所示，纵坐标表示压强p、横坐标表示热力学温度T。

一定质量的理想气体，经历了A—B—C—A 的状态变化，则下列结论正确的是____。

（选对一个给2分，选对两个给4分，选对3个给5分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．状态A—B，理想气体的密度增大
B．状态A—B，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少
C．状态B—C，外界对理想气体做正功
D．状态B—C，理想气体的内能增加
E．状态C—A，理想气体向外界放出热量
8．如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间动摩擦因数为
，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度
为g.现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度a大小可能是
A．B．
C．D．
9．一质量为m的质点以速度v0匀速直线运动，在t＝0时开始受到恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v＝0.5v0，由此可判断（）
A．质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动
B．质点受力F作用后可能做圆周运动
C．t＝0时恒力F与速度v0方向间的夹角为60°
D．时，质点速度最小
10．如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向自A点射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则：
A．从P射出的粒子速度大
B．从Q射出的粒子速度大
C．从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长
D．两粒子在磁场中运动的时间一样长
三、实验题
11．一列火车的质量是5×105千克，在平直轨道上以额定功率3000千瓦加速前进，当速度由10m/s加速到最大速率30m/s时，共用了2分钟,求：
(1)运动过程中列车所受阻力的大小（假设运动过程中所受阻力恒定）
(2)这段时间内火车前进的距离多大?
(3)在上述过程中，当汽车的速度是20m/s时，汽车的加速度是多大？
12．如图所示，在水平面内固定一光滑的足够长的“U”型金属导轨，导轨间距L=1m，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.5T．一质量为m=1.5kg的导体棒以a=2m/s2的加速度从静止开始向右做切割磁感线运动，导体棒在回路中的电阻r=0.3Ω，定值电阻R=0.2Ω，其余电阻忽略不计．求：
(1)从运动开始2秒的时间内，回路中产生的感应电动势大小？
(2)2秒时导体棒两端的电压和R上的电功率大小？
(3)2秒时，作用在导体棒上的拉力F的大小？
(4)从运动开始2秒的时间内，作用在导体棒上的拉力F做36J功，求导体棒中产生的热量是多少？
四、解答题
13．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨MNPQ相距L倾斜置于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上，断开开关S．将长也为L的金属棒ab在导轨上由静止释放，经时间t，金属棒的速度大小为v1，此时闭合开关，最终金属棒以大小为v2的速度沿导轨匀速运动。

已知金属棒的质量为m，电阻为r，其它电阻均不计，重力加速度为g。

（1）求导轨与水平面夹角α的正弦值及磁场的磁感应强度B的大小；
（2）若金属棒的速度从v1增至v2历时△t，求该过程中流经金属棒的电量。

14．某“太空粒子探测器”是由加速、偏转和探测三部分装置组成，其原理可简化如下：如图所示，沿半径方向的加速电场区域边界AB、CD为两个同心半圆弧面，圆心为O1，外圆弧面AB电势为φ1，内圆弧面电势为φ2；在O1点右侧有一与直线CD相切于O1半径为R的圆，圆心为O2，圆内（及圆周上）存在垂直于纸面向外的匀强磁场；MN是一个足够长的粒子探测版，与O1O2连线平行并位于其下方3R处；假设太空
中漂浮着质量为m，电荷量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速到CD圆弧面上，再由O1点进入磁场偏转，最后打到探测版MN(不计粒子间的相互作用和星球对粒子引力的影响)，其中沿O1O2连线方向入射的粒子经磁场偏转后恰好从圆心O2的正下方G点射出磁场；
（1）求粒子聚焦到O1点时速度的大小及圆形磁场的磁感应强度大小B0；
（2）从图中P点（PO1与O1O2成300夹角）被加速的粒子打到探测版上Q点（图中未画出），求该粒子从O1点运动到探测板MN所需的时间；
（3）若每秒打在探测版上的离子数为N，打在板上的离子数60％被吸收，40％被反射，弹回速度大小为打板前速度大小的0.5倍，求探测板受到的作用力的大小.
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．BCE
8．ACD
9．AD
10．BD
三、实验题
11．(1) 105N (2) 1600m (3) 0.1m/ s2
12．(1)1V；(2)3.2W；(3)5N (4)14.4J
质量为30Kg的小孩坐在8Kg的雪橇上,大人用与水平方向成370斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做匀速直线运动(),（必须作图分析）求: 四、解答题
13．（1）（2）q＝(v1t＋v1Δt－v2t)
14．（1）(2)
(3)
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．用一束单色光照射A、B两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大。

则
A．若增大光照强度，则光电子的最大初动能增大
B．金属A的逸出功比金属B逸出功大
C．金属A的截止频率比金属B的截止频率低
D．得到的光电子在真空中运动的速度为光速
2．如图所示，M、N为两个固定的等量同种正电荷，O点为其连线与中垂线的交点，从中垂线上P点处释放一个负粒子，仅在电场力作用下由静止开始运动，下列说法中正确的是
A．粒子将沿PO方向做直线运动
B．从P到O的过程中，加速度一定减小
C．整个运动过程中，粒子在O点时电势能最小
D．整个运动过程中，粒子的电势能一直增加
3．2016年12月7日是我国发射“悟空”探测卫星一周年的日子，该卫星的发射为人类对暗物质的研究做出了重大贡献。

假设两颗质量相等的星球绕其球心连线中心转动，理论计算的周期与实际观测的周期有
出入，且，科学家推测，在以两星球球心连线为直径的球体空间中均匀分布着暗物质，设两星球球心连线长度为L,质量均为m,据此推测，暗物质的质量为
（）
A．(n-1)m B．(2n-1)m C．
D．
4．如图所示，在投球游戏中，小明坐在可升降的椅子上，向正前方的圆桶水平抛出篮球。

已知某次抛出点的实际高度为2.0m，桶的高度为0.4m，到抛出点的水平距离为1.6m，球恰好落入桶内，小明对球做功约为
A．0.2J B．2J C．20J D．200J
5．某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60°的正上方按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时所用时间为1 h，则下列说法正确的是
A．该卫星与同步卫星的运行半径之比为1∶4
B．该卫星与同步卫星的运行速度之比为1∶2
C．该卫星的运行速度一定大于7.9 km/s
D．该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能
6．水平面上放置一个斜面足够长的斜劈A，小物块B静止在斜面上，如图所示。

现对B施加一个沿斜面向上的拉力F，F的大小从零随时间均匀增大，斜劈A一直处于静止状态。

设A、B之间的摩擦力大小为f1，A与地面之间的摩擦大小为f2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

则整个过程中摩擦力大小随时间变化的图象可能正确的是( )
A．B．
C．
D．
二、多项选择题
7．一铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直．现将水平F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止．则在这一过程中（）
A．水平拉力F变大 B．细线的拉力不变
C．铁架台对地面的压力变大 D．铁架台所受地面的摩擦力变大
8．在光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度v0射击质量为M的木块，最终子弹未能射穿木块，射入的深度为d，木块在加速运动中的位移为s，则以下说法正确的是（）
A．子弹动能的亏损大于系统动能的亏损
B．子弹动量的减少量等于木块动量的增加量
C．摩擦力对M的做的功一定等于摩擦力对m的做的功
D．位移s一定大于深度d
9．如图，橡皮条一端固定在O'点，另一端系着中心有孔的小球，小球穿在固定的水平杆上，杆上O点在O'点正下方，橡皮条的自由长度等于OO'。

将小球拉至A点后无初速释放，小球开始运动，由于球与杆之间有摩擦，球向右运动的最远处为杆上B点。

在小球从A向B运动的过程中
A．在O点，小球的加速度为零
B．在A、O之间的某点，小球的动量最大
C．在O、B之间的某点，小球的动量最大
D．小球和橡皮条系统的机械能逐渐减小
10．研究表明，地球自转周期在逐渐改变，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，且地球的质量、半径都不变，则经过若干亿年后
A．近地卫星的向心加速度比现在大
B．近地卫星的运行的周期与现在相等
C．同步卫星的向心加速度比现在小
D．同步卫星的运行速度比现在大
三、实验题
11．如图所示,一个半径为的绝缘球壳上均匀带有
的电荷,另一个电荷量为
的电荷放在球心
上,由于对称性,点电荷受力为0.现在球壳上挖去半径为r 的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受的力的大小为多少(已知静电力恒量为
),方向是如何?
12．如图所示，一能承受最大拉力为16 N的轻绳吊一质量为m＝0.8 kg ，边长为L＝
m正方形线圈ABCD，已知线圈总电阻为R总＝0.5 Ω，在线圈上半部分分布着垂直于线圈平面向里，大小随时间变化的磁场，如图所示，已知t1时刻轻绳刚好被拉断，g取10 m/s2，求：
(1)在轻绳被拉断前线圈感应电动势大小及感应电流的方向；
(2)t＝0时AB边受到的安培力的大小；
(3)t1的大小．
四、解答题
13．如图所示，ABC为直角三棱镜，∠A=30°，∠B=90°，斜边AC长为L．一束单色光斜射到BC的中点D，折射光线刚好与AC平行，且折射光线照射到AB边刚好发生全反射。

已知光在真空中的传播速度为c，求：
①光在BC面上的入射角的正弦值；
②光线在棱镜中从D点到第一次传播到AC边所用的时间。

14．一小孩荡秋千，已知小孩的质量为40kg，秋千底板质量为20kg，每根系秋千的绳子长为4m，每根绳能承受的最大张力是450N。

如右图，当秋千底板摆到最低点时，速度为3m/s。

（g=10m/s2，小孩当作质点处理，绳的质量不计）
(1)在最低点时，小孩对底座的压力是多少？每根绳子受到拉力T是多少？
(2)为了安全小孩摆起的高度（相对最低点）不能超过多少米？
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．AD
8．AB
9．BD
10．BC
三、实验题
11． ,方向指向小孔
12．(1)1V 方向逆时针（2）（3）1s 四、解答题
13．①②
14．（1）490N；367.5N（2）1m。