771動能和動能定理.doc

7.7動能和動能定理（2課時）教學目標 1使學生進一步理解動能的概念，掌握動能的計算式 2理解動能定理的確切含義，應(yīng)用動能定理解決實際問題；運用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動能定理的表達式 3結(jié)合教學，對學生進行探索研究和科學思維能力的訓練；理論聯(lián)系實際，學習運用動能定理分析解決問題的方法 4通過動能定理的演繹推導(dǎo)感受成功的喜悅，培養(yǎng)學生對科學研究的興趣教學過程（第1課時）活動一、自我建模，推導(dǎo)動能表達式，完整理解動能概念設(shè)物體的質(zhì)量為m，在與運動方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移l ，速度由v增加到v，如圖所示。試用牛頓運動定律和運動學公式，推導(dǎo)出力F對物體做功的表達式。在整個過程中力F所做的功： （1）根據(jù)牛頓第二定律： （2）根據(jù)運動學公式： （3）把（2）（3）兩式代入（1）式例1：某一物體在運動過程中，在物體的質(zhì)量一定條件下有 A速度發(fā)生變化時，動能一定發(fā)生變化 B速度發(fā)生變化時，動能不一定發(fā)生變化 C速度不變時，其動能一定不變 D動能不變時，速度一定不變動能概念的完整理解：(1)公式：質(zhì)量為m的物體，以速度v運動時的動能為E=(2)單位：(3)標量性：(4) 瞬時性（狀態(tài)量）(5)相對性活動二、在活動一的基礎(chǔ)上，結(jié)合閱讀課本歸納動能定理，推出其表達式1.動能定理內(nèi)容：2. 動能定理表達式：對定理的進一步理解：如果物體受到幾個力作用，動能定理中的W表示的物理意義是什么？動能定理更一般的表述方式是：（合外力在一個過程中對物體做的總功，等于物體在這個過程中動能的變化）對動能定理的理解（）（1）合外力做正功， 合外力做負功， （2）動能定理中的功是合外力做的總功 總功的求法 （3）適用范圍： 既適用于恒力做功，也適用于變力做功； 既適用于直線運動，也適用于曲線運動。例2：一物體速度由0增加到v,再從v增加到2v,外力做功分別為W和W，則W和W關(guān)系正確的是( ) A.W= W B.W= 2 W C.W =3 W D.W= 4 W即時訓練2：一質(zhì)量為2 kg的滑塊，以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，從某一時刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過一段時間，滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?，大小? m/s，在這段時間里水平力做的功為( ) A.0 B.8 J C.16 J D.32 J例3 ：(見課本P例題1)小結(jié): 應(yīng)用動能定理解題的一般步驟:即時訓練3:一物體靜止在不光滑的水平面上，已知m=1 kg,=0.1，現(xiàn)用水平外力F=2N拉其運動5 m，后立即撤去水平外力F，求其還能滑多遠？(g取10 m/s2)課堂反饋1.關(guān)于動能，下列說法中正確的是：（ ）A.甲向東運動，動能為200J,乙向西運動，動能為200J,他們的動能不相同B.做勻速圓周運動的物體具有不變的動能C.做勻速圓周運動的物體的動能是變化的D.以上說法都不正確2.關(guān)于動能定理，下列說法正確的是：（ ）A.某過程中外力的總功等于各力做功德絕對值之和B.外力對物體做的總功等于物體動能的變化C.在動能不改變的過程中，物體不受外力作用D.動能定理只適用于恒力作用而做加速運動的過程3.甲、乙、丙三物體的質(zhì)量之比為 m甲m乙m丙=123，它們沿水平面以一定的初速度在摩擦力的作用下減速滑行到停下，滑行距離分別為s甲、s乙、s丙.(1)若它們與水平面間的動摩擦因數(shù)相同、初動能相同，則s甲s乙s丙=_；(2)若它們所受的摩擦力相同，初動能相同，則s甲s乙s丙=_；4.質(zhì)量為m=6.010的客機，從靜止開始沿平直的跑道滑行，當滑行距離s=7.210m時，達到起飛速度v=60m/s,則：（1）起飛時飛機的動能多大？（2）若不計滑行過程中所受的阻力，則飛機受到的牽引力為多大？（3）若滑行過程中受到的平均阻力大小為f=3.010N,牽引力與第(2)問中求得的值相等，則要達到上述起飛速度，飛機的滑行距離應(yīng)為多大？（第2課時）動能定理的應(yīng)用活動一、在恒力作用做直線運動物體動能定理的應(yīng)用例1：質(zhì)量為m的物體靜止在水平桌面上，它與桌面之間的動摩擦因數(shù)為，物體在水平力F作用下開始運動，發(fā)生位移S1時撤去力F，問物體還能運動多遠？解析：方法：可將物體運動分成兩個階段進行求解方法：從靜止開始加速，然后減速為零全過程進行求解即時訓練1：一個質(zhì)量為m的物體，從傾角為，高為h的斜面上端A點由靜止開始下滑到B點時的速度為V；然后又在水平面上滑行S的位移后停止在C點。如圖所示。設(shè)物體在斜面上和在水平面上的動摩擦因數(shù)相同，求動摩擦因數(shù)。ABCh變式訓練1：一個滑雪的人從高度h的斜面上由靜止開始滑下，然后在水平面滑行一段距離停下來，已知斜面的傾角為，滑雪板和雪之間的動摩擦因數(shù)為，求滑雪人在水平面上滑行的距離，并證明在其他條件不變，只改變斜面的傾角時，滑雪人通過的水平距離是一個跟無關(guān)的量小結(jié)：物體受到恒力作用時，一般可用牛頓第二定律求解，也可用動能定理求解。用牛頓第二定律解答時，過程要求細致，較復(fù)雜；用動能定理解答時，由于不涉及到中間細致過程，解題簡單，當物理過程越復(fù)雜，其優(yōu)越性越突出。活動二、在變力作用做曲線運動的物體動能定理的應(yīng)用OOAOBOCO例2：如圖所示，BC是一條平直軌道，C點距B點的距離為s = 3.0m ；AB是一條豎直平面內(nèi)的圓形軌道，軌道長為1/4圓周，其中A比B高h=80cm 。有一個質(zhì)量為m=1kg的物體從靜止開始沿AB軌道滑下，測得它經(jīng)過B點的速度為vB = 2.0 m/s ，當滑行到C點處停止。求：物體在AB軌道上受到的平均阻力f ；物體在BC軌道上的動摩擦因數(shù)FOPQl即時訓練2：一質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點。小球在水平拉力F作用下，從平衡位置P點很緩慢地移動到Q點，如圖所示，則拉力F所做的功為（ ）A. mglcos B. mgl(1cos) C. Flcos D. Flsin活動三、物體處于多過程中動能定理的綜合應(yīng)用例3：從離地面H高處落下一只小球，小球在運動過程中所受的空氣阻力是它重力的k（kmb，他們的初動能相同。若a和b分別受到不變的阻力Fa和Fb的作用，經(jīng)過相同的時間停下來，他們的位移分別是sa和sb，則 ( ) A FaFb saFb sasb C Fasb D FaFb sasb4某同學從高為h處水平地投出一個質(zhì)量為m的鉛球，測得成績?yōu)閟，該同學投球時所做的功為。5一質(zhì)量為500t的機車，以恒定功率375kW由靜止出發(fā)，經(jīng)過5min，速度達到最大值54km/h，設(shè)機車所受阻力f恒定不變，g取10m/s2；試求：機車受到的阻力f大?。粰C車在這5mi