高中物理第3章動能的變化與機(jī)械功3.3動能定理的應(yīng)用教案滬科版必修2(I)

1、3.3動能定理的應(yīng)用教研中心教學(xué)指導(dǎo)一、課標(biāo)要求1.掌握外力對物體所做的總功的計算，理解“代數(shù)和”的含義，培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、從中得出規(guī)律的能力.2.知道應(yīng)用動能定理的解題過程及動能定理的適用范圍，經(jīng)歷探究歸納的一般程序和方法，培養(yǎng)分析推理的能力.3.用動能定理進(jìn)行簡單的分析和計算，培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)際問題的能力.4.培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證物理規(guī)律的能力和創(chuàng)造能力.二、教學(xué)建議 通過案例分析探究動能變化與功的關(guān)系，首先從汽車行駛制動距離與汽車速率對應(yīng)關(guān)系入手，得出動能變化與功的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究的欲望；再通過研究實(shí)際問題中多個力同時做功與動能變化得到合力做功與動能變化的關(guān)系，從而解決實(shí)際問

2、題；通過實(shí)驗(yàn)探究動能變化計算變力做功，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析推理動能定理的適用范圍的探究活動；最后總結(jié)動能定理的一般解題步驟，培養(yǎng)學(xué)生的解題能力和創(chuàng)新精神. 在中學(xué)，動能定理是認(rèn)識功能關(guān)系、解決動力學(xué)問題的金鑰匙.有必要在進(jìn)行“功能”教學(xué)中，就滲透“外力做功與動能變化”這一動能定理的思想，激發(fā)非智力因素，學(xué)好高中物理. 值得提及的是，盡管研究對象的動能隨選取的參考系不同而異，但動能定理所研究的是動能變化與外力做功之間的關(guān)系，相對于慣性參考系總能得到確定的結(jié)果.教學(xué)中應(yīng)向?qū)W生交代，運(yùn)用動能定理時必須使有關(guān)參量相對于同一參考系.資源參考動能軌道武器的發(fā)展方向 國外正迅猛發(fā)展且日趨成熟的動能武器代表著現(xiàn)代

3、武器技術(shù)發(fā)展的兩大方向之一.高級自動尋的技術(shù)是動能武器的核心技術(shù).動能攔截器是動能武器的核心部分，它采用高級自動尋的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度自主探測、制導(dǎo)、控制和對目標(biāo)直接碰撞動能毀傷，是一種高精度、高機(jī)動、高智能、光電信息高度密集的信息化武器.國外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢： 奪取制天權(quán)將成為未來奪取制空權(quán)、制海權(quán)和制地權(quán)的前提.外空軍事化已成為必然的發(fā)展趨勢.爭奪空間優(yōu)勢將是世界各國關(guān)注的焦點(diǎn).以美國和俄羅斯為代表，各國采取了一系列發(fā)展空間軍事力量的舉措. 美國為適應(yīng)全球軍事戰(zhàn)略和謀求在未來太空領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢的需求，其外空軍事計劃的一系列重大舉措正在被有步驟、有計劃、積極地加速推進(jìn).其謀求空間優(yōu)勢的步驟可以明

4、顯地分為3步：一、對地面作戰(zhàn)提供空間支援；二、控制空間；三、部署天基武器，實(shí)施全球攻擊.可以明顯看出，控制空間已成為一場典型的軍事革命. 目前，美國正在處于完善第一步、加速發(fā)展第二步、積極探索第三步的狀態(tài)，其在控制空間方面的設(shè)想主要為：完善太空監(jiān)視，保護(hù)自己的衛(wèi)星，確保自由進(jìn)入太空，阻止對方使用太空，阻止對方使用其太空能力等.其相應(yīng)采取了以下措施：建立完備的空間監(jiān)視系統(tǒng)，以全面奪取信息化戰(zhàn)爭時代的戰(zhàn)略優(yōu)勢；堅(jiān)持不懈地發(fā)展反衛(wèi)星武器，明確提出把發(fā)展摧毀衛(wèi)星能力作為威懾戰(zhàn)略的組成部分，如陸軍的地基動能反衛(wèi)星武器系統(tǒng)；積極發(fā)展衛(wèi)星防護(hù)技術(shù)，包括采取抗毀加固和抗干擾措施，比如對重要戰(zhàn)略地位的GPS提出

5、了導(dǎo)航戰(zhàn)計劃和現(xiàn)代化改進(jìn)計劃；積極發(fā)展天基武器和相關(guān)的技術(shù)；研究發(fā)展新的作戰(zhàn)理論，通過舉行“施里弗”太空戰(zhàn)軍事模擬演習(xí)，以檢驗(yàn)和評估其新型的外空作戰(zhàn)理論；適時開展軍隊(duì)組織改編，建立天軍. 俄羅斯把空間作戰(zhàn)武器系統(tǒng)分為兩大部分空間攻防作戰(zhàn)武器系統(tǒng)和空間保障作戰(zhàn)武器系統(tǒng). 俄羅斯設(shè)想在空間進(jìn)攻作戰(zhàn)中反衛(wèi)星作戰(zhàn)將成為主要作戰(zhàn)樣式，使用的武器有“特拉”-3陸基高能激光武器打擊近地軌道敵軍用衛(wèi)星，使用軌道轟炸機(jī)或“太空雷”對付敵近地軌道衛(wèi)星，使用載人空間戰(zhàn)斗站打擊敵在近地軌道、地球同步軌道和高軌道的衛(wèi)星，使用軌道飛機(jī)和航空航天飛機(jī)對衛(wèi)星實(shí)施攻擊. 在空間防御作戰(zhàn)方面，俄羅斯設(shè)想主要攔截敵洲際彈道導(dǎo)彈和潛

6、射彈道導(dǎo)彈，包括陸基核能反導(dǎo)武器以及載人空間戰(zhàn)斗站等. 國外動能軌道武器發(fā)展需求： 為對付軍事衛(wèi)星等空間目標(biāo)威脅發(fā)展反衛(wèi)星武器，世界大國均在大力發(fā)展航天技術(shù)，發(fā)射各種軍事衛(wèi)星與軌道飛行器，威脅敵對方的國家安全. 低軌成像軍事偵察衛(wèi)星為戰(zhàn)場透明化提供支撐手段，全球性的、實(shí)時和近實(shí)時的、全天候和晝夜的偵察、監(jiān)視、進(jìn)攻評估及環(huán)境監(jiān)測，以提供戰(zhàn)區(qū)進(jìn)攻規(guī)劃、戰(zhàn)場監(jiān)視和打擊效果評估能力，其中威脅最大的是成像偵察衛(wèi)星和低軌導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星. 高軌衛(wèi)星具有重要的戰(zhàn)略地位，其中主要的威脅包括全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)、地球同步軌道的預(yù)警衛(wèi)星、國防通信衛(wèi)星和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星等.全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)（GPS/GLONASS/伽利略等）是

7、精確打擊體系和整個殺傷鏈的核心.它是各種精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)不可分割的重要組成部分. 為對付己方衛(wèi)星受到的攻擊威脅發(fā)展天基動能自衛(wèi)武器.在現(xiàn)代化高技術(shù)局部戰(zhàn)爭中，獲取戰(zhàn)場制信息權(quán)是需要解決的首要問題.制信息權(quán)的獲取始終是保障奪取戰(zhàn)略優(yōu)勢和主動權(quán)、形成精確打擊和積極防御能力的前提和關(guān)鍵. 當(dāng)前，以美國和俄羅斯為首的空間軍事強(qiáng)國都在堅(jiān)持不懈地發(fā)展反衛(wèi)星武器系統(tǒng).例如，美國的地基動能反衛(wèi)星武器系統(tǒng)已具備了反低軌道衛(wèi)星的能力，天基動能武器也正在加緊研制之中，可形成高達(dá)3.6萬千米的全軌道高度反衛(wèi)星能力；俄羅斯把反衛(wèi)星作戰(zhàn)作為主要的空間作戰(zhàn)樣式，使用載人空間戰(zhàn)斗站打擊敵在近地軌道、地球同步軌道和高軌道的衛(wèi)星

8、. 衛(wèi)星防護(hù)技術(shù)包括主動和被動防御措施.主動防御包括分布式衛(wèi)星系統(tǒng)中含動能（帶KKV）防御衛(wèi)星、衛(wèi)星自主機(jī)動、衛(wèi)星干擾自衛(wèi)、施放誘餌衛(wèi)星和偽裝等措施；被動防御包括低可探測性（隱形）、超高軌道運(yùn)行和裝甲防護(hù)等措施.由于體積、質(zhì)量的限制，衛(wèi)星上不可能裝載許多被動防護(hù)裝置.為了克服軌道公開性和自身易損性帶來的防御弊端，采取主動自衛(wèi)戰(zhàn)略將起到事半功倍的效果.在眾多主動自衛(wèi)方式中，動能反攔截（動能防御衛(wèi)星）是一條技術(shù)較為可行、效能較為明顯的衛(wèi)星自衛(wèi)途徑. 創(chuàng)造對重要地面與水面軍事戰(zhàn)略目標(biāo)進(jìn)行攻擊的新手段，發(fā)展天對地攻擊武器.導(dǎo)彈攻防與信息對抗是未來戰(zhàn)爭的主要形式.戰(zhàn)略指揮中心、大型地/水面輻射源（預(yù)警雷

9、達(dá)、艦載警戒雷達(dá)等）等關(guān)鍵信息節(jié)點(diǎn)成了重點(diǎn)打擊的目標(biāo).打擊目標(biāo)還包括空間飛行器的地面測控站、注入站、接收站和中繼站及其執(zhí)行空間任務(wù)的保障系統(tǒng).離開了這些地面站，它就不能正常發(fā)揮作用. 彈道導(dǎo)彈威脅與天基反導(dǎo)防御問題.彈道導(dǎo)彈由于其射程遠(yuǎn)、速度快、精度高、突防能力強(qiáng)、可攜帶包括子母彈頭、核彈頭或生物化學(xué)彈頭（包括單彈頭和子母彈頭）等大規(guī)模殺傷能力彈頭、破壞力大和使用方便，被列為威脅性最大的攻擊性精確制導(dǎo)武器之一. 彈道導(dǎo)彈防御武器包括助推段/上升段、中段、末段高層和末段低層反導(dǎo)系統(tǒng).天基動能反導(dǎo)武器用于在來襲彈道導(dǎo)彈的主動段/上升段實(shí)施攔截.它可與地基上升段動能反導(dǎo)系統(tǒng)一起構(gòu)成對來襲彈道導(dǎo)彈的第

10、一層防御.從武器系統(tǒng)的效能來看，盡早進(jìn)行攔截有利于擴(kuò)大保衛(wèi)區(qū)面積，減少武器布防數(shù)量，因此最理想的情況是實(shí)施主動段/上升段攔截. 對于天基平臺反導(dǎo)系統(tǒng)來說，不存在地域的限制，只要天基平臺網(wǎng)、指揮控制網(wǎng)和預(yù)警探測網(wǎng)一經(jīng)建立，可對任何地區(qū)的來襲的彈道導(dǎo)彈實(shí)施上升段攔截，從長遠(yuǎn)角度看，天基反導(dǎo)將成為空間戰(zhàn)略防御的重要組成部分，采用天基動能武器對彈道導(dǎo)彈的主動段/上升段實(shí)施攔截，以構(gòu)筑完整彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng). 動能軌道武器組成：天基動能軌道武器體系由部署在軌道上的天基動能作戰(zhàn)系統(tǒng)和支持保障系統(tǒng)兩大部分組成.天基動能作戰(zhàn)系統(tǒng)是動能軌道武器體系的主要組成部分.它包括天基動能反衛(wèi)武器系統(tǒng)、天基動能反導(dǎo)武器系統(tǒng)、

11、天基對地攻擊武器系統(tǒng)、天基動能自衛(wèi)軌道武器系統(tǒng)和其他動能軌道武器（包括控制空間的新概念軌道動能武器、占據(jù)式/污染式軌道控制武器等）.動能軌道武器體系的支持保障系統(tǒng)包括空間目標(biāo)跟蹤監(jiān)視網(wǎng)、地面測控網(wǎng)、天地一體導(dǎo)彈預(yù)警網(wǎng)、天地一體作戰(zhàn)指揮通信網(wǎng)和發(fā)射場系統(tǒng)與運(yùn)載器支持系統(tǒng)等. 動能軌道武器的關(guān)鍵技術(shù)分析： （1）動能攔截器/天基動能攔截彈技術(shù).包括動能攔截器/攔截彈總體設(shè)計與試驗(yàn)技術(shù)、直接側(cè)向力控制與精確制導(dǎo)技術(shù)、快速響應(yīng)姿/軌控發(fā)動機(jī)及動力系統(tǒng)、輕小光纖陀螺慣性測量與復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù). （2）精確探測跟蹤與末制導(dǎo)技術(shù).在精確探測跟蹤與末制導(dǎo)技術(shù)方面，現(xiàn)代光學(xué)凝視成像技術(shù)、光學(xué)高幀頻成像導(dǎo)引頭和射頻被動導(dǎo)引頭技術(shù)是實(shí)現(xiàn)“零脫靶量”制導(dǎo)控制的技術(shù)基礎(chǔ)，可直接用于天基動能軌道武器的高精度制導(dǎo)控制. （3）空間作戰(zhàn)平臺總體技術(shù)與平臺戰(zhàn)時測控技術(shù).空間作戰(zhàn)平臺總體技術(shù)包括小型機(jī)動空間作戰(zhàn)平臺技術(shù)和小空間平臺的設(shè)計、制造、入軌測試和在軌控制等，也包括在現(xiàn)有成熟的衛(wèi)星平臺上改進(jìn)出適合天基動能軌道武器作戰(zhàn)的武器平臺總體技術(shù). （4）空間作戰(zhàn)指揮控制技術(shù).鑒于空間攻防作戰(zhàn)是一種戰(zhàn)略為主的作戰(zhàn)行為，因此需要建立多