高一物理教課件：第三節(jié) 第1課時《實(shí)驗(yàn)：探究動能定理》（粵教版必修2）

歡迎進(jìn)入物理課堂 第三節(jié)探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系第1課時實(shí)驗(yàn) 探究動能定理 1 會用打點(diǎn)計時器打下的紙帶計算物體運(yùn)動的速度 2 通過用紙帶與打點(diǎn)計時器來探究功與速度的關(guān)系 體驗(yàn)知識的探究過程和物理學(xué)的研究方法 做功過程的實(shí)質(zhì)是能量變化 重力勢能的變化是由重力做功引起的 彈性勢能的變化是由彈力做功引起的 那么 物體動能的變化是由什么力做功引起的 物體動能的變化在數(shù)值上是否也等于某個力做的功 知識回顧 我們先觀察一下蒸汽機(jī)車是如何啟動 如何增加動能的 汽車制動 動能減少 歸納結(jié)論 合外力對物體做正功 物體動能 合外力對物體做負(fù)功 物體動能 合外力對物體所做的功與物體在這一過程中動能的變化的定量關(guān)系是怎樣的呢 增加 減少 那么 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄客饬ψ龉εc物體動能變化的定量關(guān)系 一實(shí)驗(yàn)與探究 2 實(shí)驗(yàn)器材 3 實(shí)驗(yàn)裝置 4 實(shí)驗(yàn)方案 根據(jù)物體自由下落的過程中 重力對物體做功 物體動能增加 讓重錘帶著紙帶下落 利用打點(diǎn)計時器記錄它的運(yùn)動情況 分析紙帶上點(diǎn)跡的分布 計算出紙帶上某兩點(diǎn)的瞬時速度及對應(yīng)的動能 比較重力做功WG和動能變化 EK的關(guān)系 討論與交流 如何求出物體的瞬時速度 瞬時速度的計算 5 實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項 1 把電火花打點(diǎn)計時器安裝在鐵架臺上 豎直架穩(wěn) 連接好電源 2 把紙帶一端固定在重錘上 另一端穿過打點(diǎn)計時器的限位孔 用手豎直提起紙帶使重錘停靠在打點(diǎn)計時器附近 使紙帶能順利通過限位孔 3 接通電源 松開紙帶 讓重錘自由下落 4 重復(fù)3次 挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶 從起始點(diǎn)開始依次標(biāo)上0 1 2 3 并以此測出各點(diǎn)到0點(diǎn)的距離 h01 h02 h03 h04 h05 二數(shù)據(jù)處理 選擇下落過程中的A B兩點(diǎn) 計算出兩點(diǎn)的高度差hAB和A B兩點(diǎn)的瞬時速度VA VB 重力做功 WG mg h 動能的變化 比較WG與 EK的大小 三實(shí)驗(yàn)結(jié)論與分析 1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi) 外力做的功等于物體動能的改變 即 2 實(shí)驗(yàn)誤差分析造成本實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因 摩擦力 探討與交流 你能否想到其他的實(shí)驗(yàn)方法 提示 只要設(shè)計出一種簡單的直線運(yùn)動 即可推出同樣的結(jié)論 參考實(shí)驗(yàn)視頻 質(zhì)量為m的物體 在一恒定拉力F的作用下 以速度v1開始沿水平面運(yùn)動 經(jīng)位移s后速度增加到v2 已知物體與水平面之間的摩擦力恒為f 試求出外力做功與物體動能變化的關(guān)系 四理論分析與論證 即 W外 Ek2 Ek1 EK 1 本節(jié)是一個探究性實(shí)驗(yàn) 探究的目的是 A 探究力與物體運(yùn)動速度的關(guān)系B 探究力與物體運(yùn)動加速度的關(guān)系C 探究力對物體做的功與物體加速度變化的關(guān)系D 探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系 D 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論 下面關(guān)于運(yùn)動物體所受合外力做功和物體動能變化的關(guān)系正確的是 A 如果物體所受合外力為零 則合外力對物體做的功一定為零B 如果合外力對物體所做的功為零 則合外力一定為零C 如果物體在合外力作用下做變速運(yùn)動 則物體動能一定發(fā)生變化D 如果物體的動能不變 則物體所受合外力一定為零 解析 如果合外力做的功為零 但合外力不一定為零 可能物體的合外力和運(yùn)動方向垂直而不做功 B選項錯 物體做變速運(yùn)動可能是速度方向變化而速度大小不變 所以 做變速運(yùn)動的物體 動能可能不變 C選項錯 物體動能不變 只能說明合外力不做功 但合外力不一定為零 D選項錯 答案 A 3 質(zhì)量為m的物體 受到水平拉力F作用 在粗糙水平面上運(yùn)動 下列說法正確的是 A 如果物體做加速運(yùn)動 則拉力F一定對物體做正功B 如果物體做減速運(yùn)動 則拉力F一定對物體做正功C 如果物體做減速運(yùn)動 則拉力F可能對物體做正功D 如果物體做勻速運(yùn)動 則拉力F一定對物體做正功 ACD 4 科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)離不開科學(xué)探究 而科學(xué)探究可以分為理論探究和實(shí)驗(yàn)探究 下面我們用實(shí)驗(yàn)探究恒力做功和物體動能變化之間的關(guān)系 1 某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案如圖所示 該實(shí)驗(yàn)用鉤碼的重力表示小車受到的合外力 為此 實(shí)驗(yàn)時在安裝正確 操作規(guī)范的前提下 已平衡摩擦力 還需要滿足的條件是 鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量 2 如圖所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶 其中A B C D E F是該同學(xué)確定的計數(shù)點(diǎn) 相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T 距離如圖所示 則打C點(diǎn)時小車的速度為 要驗(yàn)證合外力做的功與物體動能變化間的關(guān)系 除位移 速度外 還要測出的物理量有 鉤碼的質(zhì)量 和小車的總質(zhì)量 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄客饬ψ龉εc物體動能變化的定量關(guān)系 在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi) 外力做的功等于物體動能的改變 2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全