2018_2019学年高中物理第2章能的转化与守恒第1节动能的改变学案鲁科版必修2.doc

PAGE PAGE 1 第1节　动能的改变 学习目标 核心提炼 1.知道动能的定义、公式、单位等基本问题。 2.会探究恒力做功与动能改变的关系。 3.理解动能定理，并能利用动能定理分析解答问题。 2个概念——动能、动能的变化 1个定理——动能定理 1个实验——恒力做功与动能改变的关系 一、动能 阅读教材第23～24页“动能”部分，知道动能的概念及表达式。 1.概念：物体由于运动而具有的能。 2.表达式：Ek＝eq \f(1,2)mv2。 3.单位：国际单位制单位为焦耳，1 J＝1 N·m＝1__kg·m2/s2。 4.标矢性：动能是标量，只有大小，没有方向。 思维拓展 (1)做匀速圆周运动的物体动能怎样变化？ (2)动能不变的物体是否一定处于平衡状态？ 答案　(1)不变。由于匀速圆周运动的线速度大小不变，故做匀速圆周运动的物体动能保持不变。 (2)不一定。动能不变的物体可能只是速度大小不变，如果速度方向发生改变，就不是平衡状态了。 二、恒力做功与动能改变的关系 阅读教材第24～25页，知道此实验的原理、实验器材、实验步骤、数据处理、误差分析及实验应注意的事项。 1.实验目的：探究恒力做功与物体动能改变的关系。 2.实验器材：长木板(一端附有滑轮)、打点计时器、钩码若干、小车、纸带、复写纸片、刻度尺、细线。 图1 3.实验原理：在钩码的拉动下，小车的速度发生了变化，也就是小车的动能发生了变化。钩码对小车的拉力对小车做了功，只要能求出小车动能的变化量。小车运动的位移以及钩码对小车的拉力近似等于钩码的重力，就可以研究W＝Fs与ΔEk之间的关系。 4.实验步骤 (1)将打点计时器固定在长木板上，把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器。改变木板倾角，使小车重力沿斜木板方向的分力平衡小车及纸带受到的摩擦力，使小车做匀速直线运动。 (2)用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的钩码相连。接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。 (3)更换纸带，重复实验。选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析。 5.数据处理 (1)小车速度的测量：通过实验获得打点的纸带，利用“匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度”即vn＝eq \f(sn＋sn＋1,2T)计算纸带上选定的点的速度。 (2)外力做功的测量：确定所挂钩码的重力G，即确定小车受到的合外力F(F＝G)，由纸带测出位移，然后由W＝Fs算出功的数值。 (3)数据记录 细线拉力________　　　　小车质量________ 组数 位移s/m 恒力做功W/J 小车的速度v/(m·s－1) 小车的动能增量ΔEk/J 1 2 3 ? ? ? ? ? (4)由实验数据得出结论：恒力所做的功与动能变化的关系是：在实验误差允许的范围内，恒力做的功等于物体动能的改变量。 6.注意事项 (1)平衡摩擦力前，不挂重物，轻推小车后，小车能做匀速运动。 (2)必须保证悬挂小盘和砝码的总质量远小于(填“等于”、“远大于”或“远小于”)小车的质量。 三、动能定理 阅读教材第25～26页“动能定理”部分，会推导出动能定理表达式，知道动能定理内容及表达式，初步了解动能定理的适用范围。 1.推导：如图2所示，物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一段位移s，速度由v1增加到v2，此过程力F做的功为W。 2.内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 3.表达式：W＝Ek2－Ek1。 4.两种情况 (1)合外力对物体做正功，Ek2Ek1，动能增加。 (2)合外力对物体做负功，Ek2Ek1，动能减小。 思维拓展 歼－15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机，如图3所示： 图3 (1)歼－15战机起飞时，合力做什么功？速度怎么变化？动能怎么变化？ (2)歼－15战机着舰时，阻拦索对战斗机做什么功？战斗机的动能怎么变化？ 答案　(1)正功　增加　增加　(2)负功　减小 　动能、动能定理的理解 [要点归纳] 1.动能的“三性” (1)相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考系。 (2)标量性：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值。 (3)状态量：动能是表征物体运动状态的物理量，与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应。 2.动能变化量的理解 (1)表达式：ΔEk＝Ek2－Ek1。 (2)物理意义：ΔEk＞0，表示动能增加；ΔEk＜0，表示动能减少。 (3)变化原因：力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合力做正功，动能增加；合力做负功，动能则减少。 3.动能定理的理解 (1)表达式：W＝ΔEk＝Ek2－Ek1，式中的W为外力对物体做的总功。 (2)研究对象及过程：动能定理的研究对象可以是