2019-2020學(xué)年新必修2動(dòng)能和動(dòng)能定理第1課時(shí)教案

1、1第八章機(jī)械能守恒定律動(dòng)能和動(dòng)能定理教學(xué)設(shè)計(jì)科目物理課題動(dòng)能和動(dòng)能定理課時(shí)1課時(shí)教學(xué)目標(biāo) 與核心 素養(yǎng)一知識(shí)與技能1.知道動(dòng)能的符號(hào)、單位和表達(dá)式，會(huì)根據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式計(jì)算運(yùn)動(dòng)物體的 動(dòng)能；2.能從牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式導(dǎo)出動(dòng)能定理，理解動(dòng)能定理的意義。二過程與方法1.理解動(dòng)能、動(dòng)能定理及其表達(dá)式；2.知道動(dòng)能定理也可用于變力做功與曲線運(yùn)動(dòng)的情景，能用動(dòng)能定理計(jì)算 變力所做的功。三情感態(tài)度與價(jià)值觀1. 能用動(dòng)能定理解釋生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)象；2. 領(lǐng)會(huì)運(yùn)用動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性，培養(yǎng)學(xué)生會(huì)用動(dòng)能定理處理單個(gè)物體 的有關(guān)問題，理解其物理意義。教學(xué)重、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.理解動(dòng)能及其表達(dá)式；2.理解動(dòng)能定

2、理的表達(dá)式，求解力與位移。教學(xué)難點(diǎn)：1.理解影響動(dòng)能變化的因素；2.理解動(dòng)能定理的適用條件，應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟。教學(xué)準(zhǔn)備課件演示教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖2一導(dǎo)入新課：物體的動(dòng)能跟物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)系。物體的質(zhì)量越大，速度越大，它的動(dòng)能就越大。炮彈在炮筒內(nèi)推力的作用下速度越來(lái)越大，動(dòng)能增加。這種情況下推力對(duì)物體做了功。你還能舉出其他例子，說明動(dòng)能和力做的功有關(guān)嗎？這對(duì)于定量研究動(dòng)能有什么啟發(fā)呢？學(xué)生觀察圖片思考討論教學(xué)過程通過回顧上 節(jié)學(xué)過的知 識(shí)，激發(fā)學(xué)生 的學(xué)習(xí)興趣， 引出本節(jié)課 題【教師引導(dǎo)】大量實(shí)例說明，物體動(dòng)能的變化和力對(duì)物體做的功密切相關(guān)。因此，研究物體的 動(dòng)能離不開對(duì)力做功

3、的分析。這與上一節(jié)研究重 力勢(shì)能的思路是一致的講授新課：（1）動(dòng)能的表達(dá)式【教師引導(dǎo)】動(dòng)能定理的推導(dǎo)過程：質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)方 向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移I。速度頓第二定律，有 F ma學(xué)生經(jīng)過老師引導(dǎo)，體會(huì)動(dòng)能的表達(dá)式通過聯(lián)系之 前已知的知 識(shí)，思考如何 計(jì)算動(dòng)能由w增加到v（如圖）3再根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系式，2 2有 lV22a把 F、丨的表達(dá)式代入 W Fl 中，可得 F 做的功1212W 一 mv, mv,2 2【教師提冋】如果拉力 F 與水平方向的夾角為B斜向上，得到的結(jié)果與此相同嗎？【教師總結(jié)】在物理學(xué)中就用這個(gè)量丄mv2表2示物體的動(dòng)

4、能，用符號(hào) Ek表示。于是我們說質(zhì) 量為 m的物體，以速度 v 運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能是Ek mv22動(dòng)能是標(biāo)量，匕的單位與功的單位相同，在國(guó)際單位之中都是焦耳，這是因?yàn)?1kg ( m/s) =1N- m=1J【思考與討論】2016 年 8 月 16 日我國(guó)成功 發(fā)射首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)” ， 它的質(zhì) 量為 631 kg,某時(shí)刻它的速度大小為 7.6 km/s , 此時(shí)它的動(dòng)能是多少？11【小組討論】解答：Ek-mv2= -X631X(7.6223 2 10X10)J1.8X10 J【教師補(bǔ)充】對(duì)動(dòng)能的深入理解1、 動(dòng)能具有相對(duì)性，參考系不冋，速度就不冋， 所以動(dòng)能也就不冋。一般都以地面為參考

5、系描述 物體的動(dòng)能。2、 動(dòng)能是狀態(tài)量，是表征物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理 量。物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一旦確定，物體的動(dòng)能就被 確定了。3、 物體的動(dòng)能對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的能量，它引導(dǎo)學(xué)生思考動(dòng)能的計(jì)算方法與單位鍛煉學(xué)生的計(jì)算能力4僅與物體的質(zhì)量和速度的大小有關(guān)，而與速度的方向無(wú)關(guān)。動(dòng)能是標(biāo)量，且恒為正值。4、由動(dòng)能的表達(dá)式可知，動(dòng)能的單位與功的單位相同，因?yàn)?1kg (m/s) =1N - m=1J5、 動(dòng)能的變化：動(dòng)能只有正值，沒有負(fù)值，但 動(dòng)能的變化卻有正有負(fù)?！白兓笔侵改顟B(tài)的 物理量減去初狀態(tài)的物理量。動(dòng)能的變化量為正 值，表示物體的動(dòng)能增加了； 動(dòng)能的變化量為負(fù) 值，表示物體的動(dòng)能減少了。(2)動(dòng)

6、能定理【教師引導(dǎo)】在得到動(dòng)能的表達(dá)式后，2mv2*mv2可以寫成WEk2Ek1其中 Ek2表示 個(gè)過程的末動(dòng)冃匕，Eki表示這個(gè)過程的初動(dòng)能。這表明，力在一個(gè)過程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)能 定理?！窘處熝a(bǔ)充引導(dǎo)】如果物體受到幾個(gè)力的共 同作用，動(dòng)能定理中的力對(duì)物體做的功W即為合力做的功，等于各個(gè)力做功的代數(shù)和。其中的W指物體所受所有力的總功，求解時(shí)不要忘了重力 做功也包含在內(nèi)。因?yàn)閯?dòng)能定理，適用于變力，做功和曲線運(yùn)動(dòng)的 情況，所以在解決一些實(shí)際的力學(xué)問題時(shí)，它得到了廣泛的應(yīng)用?！舅伎寂c討論】計(jì)算書中例題，理解動(dòng)能定理【教師總結(jié)】動(dòng)能定理不涉及物體運(yùn)動(dòng)過程中

7、正確的理解動(dòng)能的性 質(zhì)與表達(dá)式理解動(dòng)能定理的物理 意義理解動(dòng)能的 表達(dá)式，運(yùn)用 表達(dá)式計(jì)算 物理問題引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)理解5的加速度和時(shí)間。合力做正功時(shí)，物體的動(dòng)能增加；合力做負(fù)功時(shí)， 物體的動(dòng)能減少?！窘處熝a(bǔ)充】動(dòng)能定理的理解1、 表達(dá)式的理解（1）動(dòng)能定理中所說的外力，既可以是重力、 彈力、摩擦力，也可以是任何其他的力。（2）動(dòng)能定理中的W是指所有作用在物體上的外力的合力做的功，而不是某一力做的功。W可以為正功，也可以為負(fù)功。（3）EM、Ek2分別為初動(dòng)能和末動(dòng)能，Ek2可以大于也可以小于 Ek1。2、 兩種關(guān)系（1）等值關(guān)系：某物體的動(dòng)能變化量總等于合力對(duì)它做的功。合力做正功時(shí)，物體的動(dòng)能

8、增加；合力做負(fù)功時(shí)， 物體的動(dòng)能減少。（2）因果關(guān)系：合力對(duì)物體做功是引起物體動(dòng)能變化的原因，合力做功的過程實(shí)質(zhì)上是其他形 式的能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過程，轉(zhuǎn)化了多少由合 力做了多少功來(lái)度量。3、 研究對(duì)象及過程（1）研究對(duì)象：可以是單一物體， 也可以是相對(duì) 靜止的系統(tǒng)。（2）研究過程：既可以是運(yùn)動(dòng)中的某一段過程， 也可以是運(yùn)動(dòng)的全過程。動(dòng)能定理雖然可根據(jù)牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推出，但動(dòng)能定理本身既適了解動(dòng)能定理的解題步驟與簡(jiǎn)單應(yīng)用動(dòng)能定理在力學(xué)問題中的應(yīng)用6用于恒力作用過程，也適用于變力作用過程， 既 適用于直線運(yùn)動(dòng)的情況，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)的情 況?！菊n堂小結(jié)】1、在物理學(xué)中就

9、用這個(gè)量 丄 mv22表示物體的動(dòng)能，用符號(hào) Ek表示。于是我們說 質(zhì)量為m 的物體，以速度 v 運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能是 匚12Ek mvk2動(dòng)能是標(biāo)量，匕的單位與功的單位相同，在國(guó)際單位之中都是焦耳，這是因?yàn)?1kg （ m/s） =1N- m=1J2、動(dòng)能定理不涉及物體運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和 時(shí)間。合力做正功時(shí)，物體的動(dòng)能增加；合力做負(fù)功時(shí)， 物體的動(dòng)能減少。課堂練習(xí)：1、 某冋學(xué)在練習(xí)足球時(shí)，將足球朝豎直的墻壁踢出。假設(shè)足球的質(zhì)量為 m=0.5kg、足球與墻壁碰 撞的瞬間速度大小為v=5m/s,如果以足球被踢 出的速度方向?yàn)檎闱蚺c墻壁碰后以等大的速 度反彈。則（）A.速度的變化量為-10m/s

10、 B.速度的變化量為10m/sC.動(dòng)能的變化量為 25J答案：AD2、 關(guān)于物體所受合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系，卜列說法正確的是（）A.如果物體所受合外力為零，則合外力對(duì)物體所 做的功一定為零學(xué)生練習(xí)鞏固本節(jié)知識(shí)7B. 如果合外力對(duì)物體所做的功為零，則合外力一 定為零C. 物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一定發(fā) 生變化D. 如果合外力對(duì)物體所做的功不為零， 則動(dòng)能一定變化答案：AD在第 1 秒內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為W 則（）A.從第 1 秒末到第 3 秒末合外力做功為 4W答案：CD4、如圖所示，一質(zhì)量為 m 的小球固定于輕質(zhì)彈 簧的一端，彈簧的另一端固定于 0 點(diǎn)，將小球拉 至 A 處，彈

11、簧恰好無(wú)形變，由靜止釋放小球，它運(yùn)動(dòng)到 0 點(diǎn) 正下方 B 點(diǎn)時(shí)，與 A 點(diǎn)的豎直高 度差為 h，速度為 v,重力加速度為 g，不計(jì)空 氣阻力，則（）3、物體沿直線運(yùn)動(dòng)的 關(guān)系如圖所示,已知鞏固本節(jié)知識(shí)學(xué)生練習(xí)B.從第 3 秒末到第5 秒末合外力做功為-2WC.從第 5 秒末到第7 秒末合外力做功為D.從第 3 秒末到第4 秒末合外力做功為-0.75W8A. 小球在 B 點(diǎn)動(dòng)能小于 mgh1B. 由 A 到 B 小球重力勢(shì)能減少mv22C. 由 A 到 B 小球克服彈力做功為 mghD. 小球到達(dá)位置時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為2mvmgh2答案：AD5、質(zhì)量為 10kg 的物體，在變力 F 的作用下 x 軸作直線運(yùn)動(dòng)，力 F 隨位移 x 的變化情況如圖所 示。物體在處 x=0 處速度為 1 m/s，假設(shè)物體只 受力 F 的作用，則物體運(yùn)動(dòng)到 x = 16 m 處時(shí)， 速度大小為（）A. 2 2B. 3 m/sC. 4 m/sD. 17 m/s答案：B6、如圖所示，將質(zhì)量為 m 的小球以初速度大小 v0由地面豎直向上拋出。小球落回地面時(shí)，其速度3大小為- V。，設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力49的大小不變，則空氣阻力的大小等于（）11 1ZZ/Z/zA3