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1、动能定理应用一课堂例题动能动能定理 一、教学目标 1理解动能的概念: (1)知道什么是动能。 制中动能的单位是焦耳(J);动能是标量,是状态量。 (3)正确理解和运用动能公式分析、解答有关问题。 2驾驭动能定理: (1)驾驭外力对物体所做的总功的计算,理解“代数和”的含义。 (2)理解和运用动能定理。 二、重点、难点分析 1本节重点是对动能公式和动能定理的理解与应用。 2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实力。 3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、深刻的相识,这是本节的较高要求,也是难点。 三、教具 投影仪与幻灯片
2、若干。 四、主要教学过程 (一)引入新课 初中我们曾对动能这一概念有简洁、定性的了解,在学习了功的概念及功和能的关系之后,我们再进一步对动能进行探讨,定量、深化地理解这一概念及其与功的关系。 (二)教学过程设计 1什么是动能?它与哪些因素有关?这主要是初中学问回顾,可请学生举例回答,然后总结作如下板书: 物体由于运动而具有的能叫动能,它与物体的质量和速度有关。 下面通过举例表明:运动物体可对外做功,质量和速度越大,动能越大,物体对外做功的实力也越强。所以说动能是表征运动物体做功的一种实力。 2动能公式 动能与质量和速度的定量关系如何呢?我们知道,功与能亲密相关。因此我们可以通过做功来探讨能量。
3、外力对物体做功使物体运动而具有动能。下面我们就通过这个途径探讨一个运动物体的动能是多少。 用投影仪打出问题,引导学生回答: 光滑水平面上一物体原来静止,质量为m,此时动能是多少?(因为物体没有运动,所以没有动能)。在恒定外力F作用下,物体发生一段位移s,得到速度v(如图1),这个过程中外力做功多少?物体获得了多少动能? 样我们就得到了动能与质量和速度的定量关系: 物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。用Ek表示动能,则计算动能的公式为: 由以上推导过程可以看出,动能与功一样,也是标量,不受速度方向的影响。它在国际单位制中的单位也是焦耳(J)。一个物体处于某一确定运动状态,它的动能也
4、就对应于某一确定值,因此动能是状态量。 下面通过一个简洁的例子,加深同学对动能概念及公式的理解。 试比较下列每种状况下,甲、乙两物体的动能:(除下列点外,其他状况相同) 物体甲的速度是乙的两倍;物体甲向北运动,乙向南运动; 物体甲做直线运动,乙做曲线运动;物体甲的质量是乙的一半。 在学生得出正确答案后总结:动能是标量,与速度方向无关;动能与速度的平方成正比,因此速度对动能的影响更大。 3动能定理 (1)动能定理的推导 将刚才推导动能公式的例子改动一下:假设物体原来就具有速度v1,且水平面存在摩擦力f,在外力F作用下,经过一段位移s,速度达到v2,如图2,则此过程中,外力做功与动能间又存在什么关
5、系呢? 外力F做功:W1=Fs 摩擦力f做功:W2=-fs 可见,外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量。其中F与物体运动同向,它做的功使物体动能增大;f与物体运动反向,它做的功使物体动能削减。它们共同作用的结果,导致了物体动能的改变。 将上述问题再推广一步:若物体同时受几个方向随意的外力作用,状况又如何呢?引导学生推导出正确结论并板书: 外力对物体所做的总功等于物体动能的增加,这个结论叫动能定理。 用W总表示外力对物体做的总功,用Ek1表示物体初态的动能,用Ek2表示末态动能,则动能定理表示为: (2)对动能定理的理解 动能定理是学生新接触的力学中又一条重要规律,应马上通过举例
6、及分析加深对它的理解。 a对外力对物体做的总功的理解 有的力促进物体运动,而有的力则阻碍物体运动。因此它们做的功就有正、负之分,总功指的是各外力做功的代数和;又因为W总=W1W2=F1sF2s=F合s,所以总功也可理解为合外力的功。 b对该定理标量性的相识 因动能定理中各项均为标量,因此单纯速度方向变更不影响动能大小。如匀速圆周运动过程中,合外力方向指向圆心,与位移方向始终保持垂直,所以合外力做功为零,动能改变亦为零,并不因速度方向变更而变更。 c对定理中“增加”一词的理解 由于外力做功可正、可负,因此物体在一运动过程中动能可增加,也可能削减。因而定理中“增加”一词,并不表示动能肯定增大,它的
7、准确含义为末态与初态的动能差,或称为“变更量”。数值可正,可负。 d对状态与过程关系的理解 功是伴随一个物理过程而产生的,是过程量;而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的变更量的关系。 4例题讲解或探讨 主要针对本节重点难点动能定理,适当举例,加深学生对该定理的理解,提高应用实力。 例1一物体做变速运动时,下列说法正确的是 A合外力肯定对物体做功,使物体动能变更 B物体所受合外力肯定不为零 C合外力肯定对物体做功,但物体动能可能不变 D物体加速度肯定不为零 此例主要考察学生对涉及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解。只要考虑到匀速圆周运动的例子,很简单得到正确
8、答案B、D。 例2在水平放置的长直木板槽中,一木块以6.0ms的初速度起先滑动。滑行4.0m后速度减为4.0ms,若木板糟粗糙程度到处相同,此后木块还可以向前滑行多远? 此例是为加深学生对负功使动能削减的印象,需正确表示动能定理中各物理量的正负。解题过程如下: 设木板槽对木块摩擦力为f,木块质量为m,据题意运用动能定理有: 二式联立可得:s2=3.2m,即木块还可滑行3.2m。 此题也可用运动学公式和牛顿定律来求解,但过程较繁,建议布置学生课后作业,并比较两种方法的优劣,看出动能定理的优势。 例3如图3,在水平恒力F作用下,物体沿光滑曲面从高为h1的A处运动到高为h2的B处,若在A处的速度为v
9、A,B处速度为vB,则AB的水平距离为多大? 可先让学生用牛顿定律考虑,遇到困难后,再指导运用动能定理。 A到B过程中,物体受水平恒力F,支持力N和重力mg的作用。三个力做功分别为Fs,0和-mg(h2-h1),所以动能定理写为: 从今例可以看出,以我们现在的学问水平,牛顿定律无能为力的问题,动能定理可以很便利地解决,其关键就在于动能定理不计运动过程中瞬时细微环节。 通过以上三例总结一下动能定理的应用步骤: (1)明确探讨对象及所探讨的物理过程。 (2)对探讨对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些力的功的代数和。 (3)确定始、末态的动能。(未知量用符号表示),依据动能定理列出方程 W
10、总Ek2Ek1 (4)求解方程、分析结果 我们用上述步骤再分析一道例题。 例4如图4所示,用细绳连接的A、B两物体质量相等,A位于倾角为30的斜面上,细绳跨过定滑轮后使A、B均保持静止,然后释放,设A与斜面间的滑动摩擦力为A受重力的0.3倍,不计滑轮质量和摩擦,求B下降1m时的速度多大。 让学生自由选择探讨对象,那么可能有的同学分别选择A、B为探讨对象,而有了则将A、B看成一个整体来分析,分别请两位方法不同的学生在黑板上写出解题过程: 三式联立解得:v=1.4m/s 解法二:将A、B看成一整体。(因二者速度、加速度大小均一样),此时拉力T为内力,求外力做功时不计,则动能定理写为: f0.3mg
11、 二式联立解得:v=1.4ms 可见,结论是一样的,而方法二中受力体的选择使解题过程简化,因而在运用动能定理时要适当选取探讨对象。 (三)课堂小结 1对动能概念和计算公式再次重复强调。 2对动能定理的内容,应用步骤,适用问题类型做必要总结。 3通过动能定理,再次明确功和动能两个概念的区分和联系、加深对两个物理量的理解。 五、说明 1由于计算功时质点的位移和动能中的速度都与参考系有关。因此对学习基础较好的学生,可以补充讲解功和动能对不同惯性系的相对性和动能定理的不变性。如时间较紧。可在老师适当提示下,让学生在课下思索解答。 2一节课不行能对动能定理的应用讲解的特别全面、深刻,但肯定要强调公式中各
12、物理量的正确含义,因为动能定理实质上就是能的转化和守恒定律的一种表达形式,驾驭好动能定理,以后才能顺当地深化探讨功能关系、机械能守恒定律及能的转化和守恒定律。假如一起先就概念不清,很可能影响以后学问的学习。 动能和动能定理 必修二第七章:第七节动能和动能定理教案一、教材分析:动能定理是本章教学重点,也是整个力学的重点。动能定理是一条适用范围很广的物理定理,但教材在推导这肯定理时,由一个恒力做功使物体的动能改变,得出力在一个过程中所做的功等于物体在这个过程中动能的改变。然后逐步扩大几个力做功和变力做功及物体做曲线运动的状况。这个梯度是很大的,为了帮助学生真正理解动能定理,老师可以设置一些详细的问
13、题,让学生找寻物体动能的改变与那些力做功相对应。二、教学三维目标:(一)学问与技能:1、知道动能的符号和表达式和符号,理解动能的概念,利用动能定义式进行计算。2、理解动能定理表述的物理意义,并能进行相关分析与计算3、深化性理解动能定理的物理含义,区分共点力作用与多物理过程下动能定理的表述(二)过程与方法:1、驾驭利用牛顿运动定律和动学公式推导动能定理2、理解恒力作用下牛顿运动定律与动能定理处理问题的异同点,体会变力作用下动能定理解决问题的优越性。(三)情感看法与价值观1、感受物理学中定性分析与定量表述的关系,学会用数学语言推理的简洁美。2、体会从特别到一般的探讨方法。教学重点:理解动能的概念,
14、会用动能的定义式进行计算。教学难点:探究功与速度改变的关系,会推导动能定理的表达式,理解动能定理的含义与适用范围,会利用动能定理解决有关问题。三、教学过程:(一)提出问题、导入新课通过上节探究功与速度改变的关系:功与速度改变的平方成正比。问:动能详细的数学表达式是什么?(二)动能表达式的推导1、动能与什么因素有关?动能是物体由于运动而具有的能量,所以动能与物体的质量和速度有关,质量越大、速度越大,物体的动能越大2、例;有一质量为M的物体以初速度V1在光滑的水平面上运动,受到的拉力为F,经过位移为X后速度变为V2.。依据以上,可以列出的表达式:3、动能1定义:_由于物体运动而具有的能量_;2公式
15、表述:_;3理解状态物理量能量状态;机械运动状态;标量性:大小,无负值;(三)动能定理1、表达式:2、内容:合外力对物体所做的功,等于物体动能的该变量。3、理解:1)若合外力方向与物体运动方向相同时,合外力对物体做正功,W0,则物体动能增加。2)若合外力方向与物体运动方向相反时,合外力对物体做负功,W0,则物体动能减小。四、例题解析:例1质量为8g子弹以400m/s的速度水平射入厚为5cm的木板,射出后的速度为100m/s,求子弹克服阻力所做的功以及子弹受到的平均阻力。解:子弹射入木板的过程中,在竖直方向受到的重力和支持力的作用相互抵消,在水平方向受到阻力为Ff,如图所示。依据动能定理得 五、
16、方法归纳:动能定理的应用步骤:(1)明确探讨对象及所探讨的物理过程。(2)对探讨对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些力的功的代数和。(3)确定始、末态的动能。(未知量用符号表示),依据动能定理列出方程(4)求解方程、分析结果。六、巩固练习1如图所示在高为H的平台上以初速V0抛出一质量为m的小球,不计空气阻力,当它到达离抛出点的竖直距离为h的B点时,小球的动能增量为()ABCD2静止在光滑水平面上的物体,在水平力F的作用下产生位移s而获得速度v,若水平面不光滑,物体运动时受到摩擦力为(n是大于1的常数),仍要使物体由静止动身通过位移s而获得速度v,则水平力为()ABCD3、下列关于运动
17、物体所受的合外力、合外力做功和动能改变的关系,正确的是()A假如物体所受的合外力为零,那么,合外力对物体做的功肯定为零B假如合外力对物体所做的功为零,则合外力肯定为零C物体在合外力作用下作变速运动,动能肯定改变D物体的动能不变,所受的合外力必定为零4、质量为m的物体,从静止起先以a=g/2的加速度竖直向下运动h米,下列说法中错误的是()物体的动能增加了mgh/2物体的动能削减了mgh/2物体的势能削减了mgh/2物体的势能削减了mgh5、一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m,这时物体的速度2m/s,则下列说法正确的是()A手对物体做功12JB合外力对物体做功12JC合外力对物体做功2
18、JD物体克服重力做功10J6、如图所示,汽车在拱型桥上由A匀速率地运动到B,以下说法正确的是()A牵引力与摩擦力做的功相等B牵引力和重力做的功大于摩擦力做的功C合外力对汽车不做功D重力做功的功率保持不变7一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m,这时物体的速度2m/s,则下列说法正确的是A手对物体做功12JB合外力对物体做功12JC合外力对物体做功2JD物体克服重力做功10J 动能动能定理教学案例 【教学目标】 一、学问与技能 1理解动能的概念,利用动能定义式进行计算,并能比较不同物体的动能; 2理解动能定理表述的物理意义,并能进行相关分析与计算; 3深化性理解的物理含义,区分共点力作用
19、与多方物理过程下的表述; 二、过程与方法 1驾驭恒力作用下利用牛顿运动定律和功的公式推导动能定理; 2理解恒力作用下牛顿运动定律理与动能定理处理问题的异同点,体会变力作用下动能定理解决问题的优越性; 三、情感看法与价值观 1感受物理学中定性分析与定量表述的关系,学会用数学语言推理的简洁美; 2体会从特别到一般的探讨方法; 【教学重、难点】 动能定理的理解与深化性应用 【教学关键点】 动能定理的推导 【教学过程】 一、提出问题、导入新课 通过探究“功与物体速度的改变关系”,从图像中得出,但详细的数学表达式是什么? 二、任务驱动,感知教材 1动能与什么有关?等质量的两物体以相同的速率相向而行,试比
20、较两物体的动能?假如甲物体作匀速直线运动,乙物体做曲线运动呢? 已知,甲乙两物体运动状态是否相同?动能呢? 车以速度做匀速直线运动,车内的人以相对于车向车前进的方向走动,分别以车和地面为参照物,描述的是否相同?说明白什么? 通过以上问题你得出什么结论? 2动能定理推导时,假如在实际水平面上运动,摩擦力为,如何推导? 假如在实际水平面上先作用一段时间,发生的位移,尔后撤去,再运动停下来,如何表述? 3试采纳牛顿运动定律方法求解教材的例题1,并比较两种方法的优劣? 三、作探究,共享沟通 (尝试练习1) 教材:1、2、3 四、释疑解惑 (一)动能 1定义:_; 2公式表述:_; 3理解 状态物理量能
21、量状态;机械运动状态; 标量性:大小,无负值; 相对性:相对于不同的参照系,的结果往往不相同; ,表示动能增加,合力作为动力,反之做负功; (二)动能定理 1公式的推导: 2表述: 3理解: 对外力对物体做的总功的理解:有的力促进物体运动,而有的力则阻碍物体运动。因此它们做的功就有正、负之分,总功指的是各外力做功的代数和;又因为,所以总功也可理解为合外力的功。即:假如物体受到多个共点力作用,同时产生同时撤销,则:;假如发生在多方物理过程中,不同过程作用力个数不相同,则:。 例题1:如图所示,用拉力作用在质量为的物体上,拉力与水平方向成角度,物体从静止起先运动,滑行后撤掉,物体与地面之间的滑动摩
22、擦系数为,求:撤掉时,木箱的速度?木箱还能运动多远? 假如拉力的方向改为斜向下,求再滑行的位移? 假如拉力改为水平,路面不同段滑动摩擦系数是不一样的,如何表示 解析: 对该定理标量性的相识:因动能定理中各项均为标量,因此单纯速度方向变更不影响动能大小。如用细绳拉着一物体在光滑桌面上以绳头为圆心做匀速圆周运动过程中,合外力方向指向圆心,与位移方向始终保持垂直,所以合外力做功为零,动能改变亦为零,并不因速度方向变更而变更。 对定理中“增加”一词的理解:由于外力做功可正、可负,因此物体在一运动过程中动能可增加,也可能削减。因而定理中“增加”一词,并不表示动能肯定增大,它的准确含义为末态与初态的动能差
23、,或称为“变更量”。数值可正,可负。 对状态与过程关系的理解:功是伴随一个物理过程而产生的,是过程量;而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的变更量的关系。 动能定理中所说的外力,既可以是重力、弹力、摩擦力、也可以是任何其他的力,动能定理中的W是指全部作用在物体上的外力的合力的功。 动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的状况下得出的,但对于外力是变力,物体做曲线运动的状况同样适用。 五、典型引路 例题2:如图所示,一质量为的物体,从倾角为,高度为的斜面顶端点无初速度地滑下,到达点后速度变为,然后又在水平地面上滑行位移后停在处。 求: 1物体从点滑到点的过程中克服摩擦力做的功?
24、 2物体与水平地面间的滑动摩擦系数? 3假如把物体从点拉回到原动身点,拉力至少要做多少功? 引伸思索:物体沿斜面下滑过程中,假如在点放一挡板,且与物体碰撞无能损,以原速率返回,求最终物体停留在什么地方?物体在斜面上通过的路程是多少? 六、方法归纳 动能定理的应用步骤: (1)明确探讨对象及所探讨的物理过程。 (2)对探讨对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些力的功的代数和。 (3)确定始、末态的动能。(未知量用符号表示),依据动能定理列出方程。 (4)求解方程、分析结果。 七、分组合作、问题探究 八、巩固性练习 1一质量为2千克的滑块,以4米/秒的速度在光滑水平面上向左滑行。从某一时刻
25、起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度变为,方向水平向右。在这段时间里水平力做的功为:A0BCD 2以初速度v0竖直上抛一小球,若不计空气阻力,从抛出到小球的动能削减一半所经验的时间可能为() ABC(1+)D(1) 3用恒力沿一光滑水平面拉一质量为的物体由静止起先运动秒钟,拉力和水平方向夹角,假如要使拉力所做的功扩大到原来的2倍,则() A拉力增大到,其他条件不变 B质量缩小到,其他条件不变 C时间扩大到,其他条件不变 D使夹角改为,其他条件不变 4质量为的物体在水平面上只受摩擦力作用,一初速度做匀减速直线运动,经距离以后速度减为,则() A物体与水平面间的动摩擦因数为 B
26、物体还能运动的距离为 C物体前进距离过程中克服摩擦力做功为 D若要使物体运动的路程为2,其初速度至少为 5如图所示,木块A放在木板B的左上端,接触面不光滑,用力将A拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,力做功为,其次次让B可以在光滑地面上自由滑动,力做功为,比较两次做功应有() A B C D无法确定 6如图所示,水平传送带始终以2米/秒的速度匀速运动,传送带的AB间相距9米,现将一质量为1千克(大小不计)的物块轻放在A点,物块与传送带间的摩擦系数,问(1)经多长时间物块从传送到;(2)物块从过程中由于摩擦产生多少热量。 7质量为的物体从距水平地面高为的地方处自由释放,物体与地面碰撞时不损失能
27、量,物体在上下运动过程中受到大小恒定的空气阻力作用。求物体经过多次碰撞下到静止于地面过程中所通过的路程多长? 8在光滑水平面上有一静止的物体,现以水平恒力推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力推这一物体,当恒力作用时间与恒力作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为,求在整个过程中,恒力做的功和恒力做的功。 5.7动能和动能定理课型新授课(新课标) 中学物理课堂教学教案年月日课题5.7动能和动能定理课型新授课(2课时)教学目标学问与技能1使学生进一步理解动能的概念,驾驭动能的计算式2结合教学,对学生进行探究探讨和科学思维实力的训练3理解动能定理的准确含义,应用动能定理解决实
28、际问题过程与方法1运用演绎推导方式推导动能定理的表达式2理论联系实际,学习运用动能定理分析解决问题的方法情感、看法与价值观通过动能定理的演绎推导感受胜利的喜悦,培育学生对科学探讨的爱好教学重点、难点教学重点动能定理及其应用教学难点对动能定理的理解和应用教学方法探究、讲授、探讨、练习教学手段教具打算多媒体、导轨、物块(或小球两个)教学活动新课导入师:在前几节我们学过,当力对一个物体做功的时候肯定对应于某种能量形式的改变,例如重力做功对应于重力势能的改变,弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的改变,本节来探究找寻动能的表达式在本章“1追寻守恒量”中,已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能,大家先猜想一下
29、动能与什么因素有关?生:应当与物体的质量和速度有关我们现在通过试验粗略验证一下物体的动能与物体的质量和速度有什么样的关系(试验演示或举例说明)让滑块A从光滑的导轨上滑下,与静止的木块月相碰,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,滑究竟端时速度越大,在质量相同的状况下,速度越大,对外做功的本事越强,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
30、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事不同,是因为物体的质量不同,在速度相同的状况下,质量越大,物体对外做功的实力越强,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?新课教学试验探究影响小球动能大小的因素有哪些?打算三个小球,其中两个质量相同,第三个质量大一些让学生回顾初中的试验。一、动能的表达式生(回答刚才的问题,总牢固验结论):物体的质量越大,速度越大,它的动能就越大师:那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢?我们来看这样一个问题(投影展示课本例题,学生探讨解决问题,独立完成推导过程)设物体的
31、质量为m,在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移L,速度由Vl增大到V2,如图572所示试用牛顿运动定律和运动学公式,推导出力F对物体做功的表达式(投影展示学生的推导过程,让学生独立完成推导过程)师:刚才这位同学推导得很好,最好是在推导过程中加上必要的文字说明,这样就更完备了这个结论说明白什么问题呢?生:从W=这个式子可以看出,“”很可能是一个具有特定意义的物理量,因为这个物理量在过程终了时和过程起先时的差,正好等于力对物体做的功,所以“”就应当是我们找寻的动能的表达式师(激励):这位同学总结得特别好,我们都要向他学习,我们在上一节课的试验探究中已经表明,力对初速度为零的物体所做的功
32、与物体速度的平方成正比,这也印证了我们的想法。所以动能应当怎样定义呢?生:在物理学中就用这个物理量表示物体的动能,用符号Ek表示,Ek=师:动能是矢量还是标量?生:动能和全部的能量一样,是标量师:国际单位制中,动能的单位是什么?生:动能的单位和全部能量的单位一样,是焦耳,符号J师:1970年我国放射的第一颗人造地球卫星,质量为173kg,运动速度为72kms,它的动能是多大?生:依据计算可以得到我国放射的第一颗人造地球卫星正常运转的动能是448X109J师:为了比较,我们再看这样一个例子;质量为50kg、运动速度为8ms的同学在跑步中的动能是多少?生:通过计算我们可以知道这位同学具有的动能是1
33、6X103J师:假如这些能量全部转化为电能,能够使100W的灯正常工作多长时间?生:可以使100W的电灯正常工作16s师:我们知道,重力势能和弹簧的弹性势能都与相对位置有关,那么动能有没有相对性呢?生:动能也应当有相对性,它与参考系的选取有关。师:以后再探讨这个问题时,假如不加以特殊的说明,都是以地面为参考系来探讨问题的大家再看这样一个例子:父亲和儿子一起溜冰,父亲的质量是60kg,运动速度为5ms,儿子的质量是30kg,运动速度为8ms,试问父亲和儿子谁具有的动能大?生1:当然是父亲的动能大了师:你是怎样得出这个结论的呢?生l:质量大动能就大生2:依据计算,儿子的动能要大于父亲的动能师(语重
34、心长):我们计算问题肯定不要想当然,这样很简单出现错误,肯定要有依据,分析问题要全面课堂训练1质量肯定的物体()A.速度发生改变时,其动能肯定改变B.速度发生改变时,其动能不肯定改变C.速度不变时其动能肯定不变D.动能不变时,其速度肯定不变 2下列几种状况中,甲、乙两物体的动能相等的是()A甲的速度是乙的2倍,乙的质量是甲的2倍B甲的质量是乙的2倍,乙的速度是甲的2倍C甲的质量是乙的4倍,乙的速度是甲的2倍D质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动参考答案1BC2CD二动能定理师:有了动能的表达式后,前面我们推出的W,就可以写成WEk2Ek1=,其中Ek2表示一个过程的末动能,Ek1
35、表示一个过程的初动能师:上式表明什么问题呢?请你用文字叙述一下生:力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的改变师:这个结论叫做动能定理师:假如物体受到几个力的作用,动能定理中的W表示什么意义?生:假如物体受到几个力的作用,动能定理中的W表示的意义是合力做的功师:那么,动能定理更为一般的叙述方法是什么呢?生:合力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的改变师:结合生活实际,举例说明。生1:上一节课做试验探究物体速度与力做功之间的关系时,曾经采纳的一种方法是平衡摩擦力,事实上这时小车受到的橡皮筋的拉力就等于物体所受的合力生2:假如物体匀速下落,那么物体的动能没有发生改
36、变,这时合力是零,所以合力做的功就是零生3:例如,一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下,在跑道上加速运动速度越来越大,动能越来越大这个过程中是牵引力和阻力都做功,牵引力做正功,阻力做负功,牵引力和阻力的合力做了多少功,飞机的动能就改变了多少师:合力做的功应当怎样求解呢?我们常常用什么方法求解合力做的功?生:合力做功有两种求解方法,一种是先求出物体受到的合力再求合力做的功,一种方法是先求各个力做功,然后求各个力做功的代数和师:刚才我们推导出来的动能定理,我们是在物体受恒力作用且做直线运动的状况下推出的动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的状况,该怎样理解?生:当物体受到的力是变力,或者物
37、体的运动轨迹是曲线时,我们仍旧采纳过去的方法,把过程分解为许多小段,认为物体在每小段运动中受到的力是恒力,运动的轨迹是直线,这样也能得到动能定理师:正是因为动能定理适用于变力做功和曲线运动的状况,所以在解决一些实际问题中才得到了更为广泛的应用我们下面看一个例题:投影展示例题,学生分析问题,探讨探究解决问题的方法一架喷气式飞机质量为5.0Xl03kg,起飞过程中从静止起先滑跑当位移达到l=53X102m时,速度达到起飞速度v=60ms。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍求飞机受到的牵引力师:从现在起先我们要逐步驾驭用能量的观点分析问题就这个问题而言我们已知的条件是什么?生:已知初
38、末速度,初速度为零,而末速度为v=60ms,还知道物体受到的阻力是重力的0.02倍师:我们要分析这类问题,应当从什么地方人手呢?生:还是应当从受力分析人手。这个飞机受力比较简洁,竖直方向的重力和地面对它的支持力合力为零,水平方向上受到飞机牵引力和阻力。师:分析受力的目的在我们以前解决问题时往往是为了求物体的加速度,而现在进行受力分析的目的是什么呢?生:目的是为了求合力做的功,依据物体合力做的功,我们就可以求解物体受到的牵引力师:请同学们把详细的解答过程写出来投影展示学生的解答过程,帮助实力较差的学生完成解题过程解题过程参考师:用动能定理和我们以前解决这类问题的方法相比较,动能定理的优点在哪里呢
39、?生1:动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间,用它来处理问题要比牛顿定律便利生2:动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题,而牛顿运动解决这样一类问题特别困难师:下面大家总结一下用动能定理解决问题的一般步骤(投影展示学生的解决问题的步骤,指出不足,完善问题)参考步骤用动能定理解题的一般步骤:1明确探讨对象、探讨过程,找出初末状态的速度状况2要对物体进行正确的受力分析,明确各个力的做功大小及正负状况3明确初末状态的动能4由动能定理列方程求解,并对结果进行探讨师:刚才这位同学分析得很好,我们现在再看例题2投影展示例题2一辆质量为m,速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l后停下来,试求
40、汽车受到的阻力师:这个问题和上一个问题的不同之处在哪里?生1:首先是运动状态改变的状况不同,上一个问题中飞机是从静止起先加速运动的,是初速度为零的加速运动,而这个问题中汽车是具有一个水平方向的初速度,速度渐渐减小的一个减速运动,最终的速度为零生2:两个物体受力是不相同的,飞机受到的合力的方向和运动方向相同,而汽车受到的合力方向和运动方向相反。生3:它们的动能改变状况也不相同,飞机的动能是增加的,而汽车的动能是减小的师:这也说明一个问题,在应用动能定理时我们应当留意到,外力做功可正可负。假如外力做正功,物体的动能增加;外力做负功,物体的动能削减现在大家把这个问题的详细的解答过程写出来(投影展示学
41、生的解答过程,指导学生正确的书写解答过程)参考解答过程师:通过以前的学习我们知道,做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程在上面的例题中,阻力做功,汽车的动能到哪里去了?生:汽车的动能在汽车与地面的摩擦过程中转化成内能,以热的形式表现出来,使汽车与地面间的接触面温度上升小结本节课的内容是中学物理的一个重中之重,是高考中必考的内容之一,并且所占的比重特别大,所以要引起老师和学生的高度重视。本节连同下一节内容(机械能守恒定律)是用能量观点解决问题的重要组成部分,这两节课后可以加适当的习题课加以巩固,也可以在本节课后就加一节习题课本节课的内容不是非常困难,在用牛顿定律推导动能定理时学生一般都
42、能够自己推导,要放开让学生自己推导,以便学生对动能定理的进一步相识动能定理的应用当然是这一节课的一个关键,这节课不行能让学生一下子就能够驾驭应用这个定理解决问题的全部方法,而应当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依据例题来逐步让学生自己体会,这两个例题不难,但是很有代表性,分两种状况从不同角度分析合力做功等于动能的改变,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,物体动能削减可以在这两个题目的基础上,依据学生的实际状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,不能舍本逐末学生活动 作业布置作业教材21页问题与练习1,2,3,4,5板书设计5.7动能和动能定理动能的表达式1推导过程2动能的表达式3动能的单位和标矢性4Ek=动能定理1内容:合力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的改变2公式表示;W合Ek3例题:分析 教学后记 第25页 共25页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页