動能定理實(shí)驗新解

【教材分析】 動能定理是力學(xué)中最重要的規(guī)律之一，它的應(yīng)用貫穿于以后的許多章節(jié)，但該節(jié)內(nèi)容又是學(xué)生第一次定量的研究能量，所以本節(jié)要求學(xué)生通過做功轉(zhuǎn)化成其它能量的數(shù)學(xué)描述，了解動能的概念。 【學(xué)情分析】 初中時學(xué)生已學(xué)過了動能的初步知識，這為本節(jié)教學(xué)奠定了一定的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解物體的動能與物體的質(zhì)量和速度的定量關(guān)系，為實(shí)驗探究外力做功與物體動能變化的定量關(guān)系做好鋪墊。 【教學(xué)目標(biāo)】 1．知識目標(biāo)：掌握動能的概念，會利用實(shí)驗探究認(rèn)識外力做功與動能的變化關(guān)系。 2．能力目標(biāo)：通過實(shí)驗探究，鍛煉學(xué)生的動手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗原理和方法的遷移能力和利用已知知識解決實(shí)際問題的能力。 3．情感目標(biāo)：在學(xué)生討論與交流的基礎(chǔ)上組織學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗，通過實(shí)際操作、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗解決物理問題的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。 【教學(xué)重點(diǎn)】 建立動能的概念，實(shí)驗探究外力做功與物體動能變化的定量關(guān)系，為理論推導(dǎo)動能定理奠定實(shí)驗基礎(chǔ)。 【教學(xué)難點(diǎn)】 實(shí)驗探究外力（重力）做功與物體動能變化的定量關(guān)系。 【教學(xué)手段】 分組實(shí)驗。 【教學(xué)過程】 一、課前預(yù)習(xí) 【知識】 1．動能：物體由于運(yùn)動而具有的能，叫動能。 2．動能的大�。� （m為物體的質(zhì)量，v為物體的速度）。 可見，物體的動能跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。 m越大Ek越大：v越大Ek越大。 【問題】 1．自由落體運(yùn)動物體動能如何變化？其原因是什么？ 2．自由落體運(yùn)動的物體，重力所做的功WG與其動能的變化量ΔEk有何關(guān)系？ 3．你能否利用下面提供的器材設(shè)計一個實(shí)驗來探究一下重力所做的功與動能的變化量的關(guān)系？提供的器材有：電火花式打點(diǎn)計時器、紙帶、重錘、刻度尺。 4．如何設(shè)計實(shí)驗？為什么這樣設(shè)計？ 5．需要測量和記錄哪些數(shù)據(jù)？請設(shè)計一個記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)的表格。 6．如何利用實(shí)驗數(shù)據(jù)計算重力所做的功WG和動能的變化量ΔEk？ 7．如何正確處理實(shí)驗數(shù)據(jù)？請設(shè)計一個數(shù)據(jù)處理結(jié)果的表格。 8．請發(fā)揮你的想象，猜測一下實(shí)驗的結(jié)果是什么？ 二、課堂教學(xué) 【師】什么是動能？ 【生】物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能。 【師】一個運(yùn)動的物體，其動能的大小如何計算？ 【生】物體的動能等于物體的質(zhì)量與速度平方的乘積一半，即： 。 【實(shí)驗演示】讓一小球做自由落體運(yùn)動。 【師】小球的速度如何變化？動能如何變化？ 【生】小球速度越來越大，動能也越來越大。 【生活實(shí)例】列車離站加速行駛時，速度越來越大，即動能越來越大：汽車剎車后，速度越來越小，即動能越來越小。 【師】什么原因?qū)е挛矬w的動能發(fā)生變化？ 【生】是由于外力對物體做了功。 【師】外力做功與物體動能改變量之間到底有什么定量關(guān)系？ 為了研究方便，以自由落體運(yùn)動中的重力做功為例，研究重力所做的功與物體動能改變量之間的定量關(guān)系。你能否根據(jù)已有的知識對這種關(guān)系作出猜想，并設(shè)計一個實(shí)驗來驗證你的猜想？ 【實(shí)驗探究】外力（重力）對物體所做的功與物體動能的變化關(guān)系 1．提供的實(shí)驗器材有：電火花式打點(diǎn)計時器、紙帶、重錘，刻度尺。 2．請同學(xué)們根據(jù)已有的知識，結(jié)合提供的實(shí)驗器材，在小組討論的基礎(chǔ)上，寫出你們的實(shí)驗方案。討論時請圍繞下列問題進(jìn)行： （ 1）如何設(shè)計實(shí)驗方案？（實(shí)驗結(jié)束后叫學(xué)生上臺演示其實(shí)驗操作過程） 【師生探討】將打點(diǎn)計時器側(cè)放于桌面上，使限位孔伸出桌面外，將夾有重錘的紙帶從下向上穿過限位孔，用手壓住打點(diǎn)計時器，另一手握住紙帶的上端，使紙帶豎直，重錘緊靠在下邊的限位孔處，開啟電源使打點(diǎn)計時器工作，然后放手，使紙帶在重錘的帶動下自由下落�？梢钥吹�，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下了一系列點(diǎn)，利用打了點(diǎn)的紙帶來計算重力所做的 WG與動能變化量ΔEK的定量關(guān)系。

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