動能和動能定理教案高中物理必修二

1、學習好資料 歡迎下載泗縣一中動能和動能定理教案高一物理組：呂雪利學習好資料 歡迎下載動能和動能定理教案【教學目標】學問與技能：懂得動能的概念,知道其表達式的確定過程；懂得動能定理物理意義及其推導過程；知道動能定理的適用條件,學會動能定理的簡潔應用；過程和方法：體驗科學推理和理論驗證相結(jié)合的探究過程；培育同學演繹推理的力；培育同學的制造才能和制造性思維；情感、態(tài)度和價值觀：激發(fā)同學對物理問題進行理論探究的愛好；激發(fā)同學用不同方法處理同一問題的愛好,挑選用最優(yōu)的方法處理問題；【教學重點】動能表達式的得出；運用動能定懂得決力學問題的思路和方法；【教學難點】對動能概念、動能定理的懂得及其應用 . 【教

2、學方法】推理歸納法、爭論法；【教學過程】引入新課通過上節(jié)“ 探究功與速度變化的關系”,我們已經(jīng)明白到一個特別情形下力對物體的功與物體速度變化的關系,即w2 v ,那么動能的表達式中可能包含2 v 這個因子；舉例：假設兩輛一樣的卡車,一輛滿載貨物,一輛空載以相同的速度行駛,撞到 一顆大樹上,那輛車破舊的更嚴峻？同學摸索回答：滿載貨物的 連續(xù)提問：為什么呢？老師引導回答由于滿載貨物的質(zhì)量大擁有的動能多；量有關系,那么表達式仍可能有 m這個因子；詳細的表達式：E k 1 mv 2（老師直接給出）2 同學開頭產(chǎn)生疑問,為什么是這樣呢？從這里可以看出動能仍跟質(zhì)老師接著介紹推導過程,我們是從牛頓其次定律和

3、運動學方程下手學習好資料歡迎下載l ,一、探究動能的表達式；設物體的質(zhì)量為m,在與運動方向相同的恒定外力F 的作用下發(fā)生一段位移速度由 v1 增加到 v2,如何用 m和 v 表示力 F 做的功；依據(jù)牛頓其次定律Fma2al由運動學方程得v 2 2v 1 2由物體位移和做功之間的關系WmFlv2mal圖 1 1 22 v 121mv21 22 mv 1221 22 mv 很可能是一個具有特定意義的物理量,開頭時的差,正好等于力對物體做的功,所以“能表達式；由于這個量在過程終了與過程1 22 mv ” 應當就是我們查找的動上節(jié)的試驗說明力對初速度為零的物體所做的功與物體的二次方成正比；只 所要將表

4、達式中的1v0就可以得到 W1 mv ,由于外力做功使物體得到動能,2以1 mv 就是物體獲得的動能,這樣我們就得到了動能與質(zhì)量和速度的定量關 2系：用E 表示動能,就運算動能的公式為：E k1 mv 22；即物體的動能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半；由以上推導過程可以看出, 動能與功一樣, 也是標量,不受速度方向的影響；它在國際單位制中的單位也是焦耳（J）；一個物體處于某一確定運動狀態(tài),它的動能也就對應于某一確定值,因此動能是狀態(tài)量；說明：在此強調(diào)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,做功對應能的變化,力對物體做正功 物體對應的能量增加, 反之減小, 做功對應的不是能而是能量的變化,做功的力 許多,如

5、：重力,彈力等；舉例在前面的學習中我們已有所體會重力做功對應重力勢能的變化即：W GE P, 彈力做功對應彈性勢能的變化即：W彈E P；下面通過一個簡潔的例子,加深同學對動能概念及公式的懂得；試比較以下每種情形下,甲、乙兩物體的動能：（除以下點外,其他情形相同） 物體甲的速度是乙的兩倍； 物體甲向北運動, 乙向南運動；學習好資料 歡迎下載 物體甲做直線運動,乙做曲線運動； 物體甲的質(zhì)量是乙的一半；總結(jié)：動能是標量,與速度方向無關；動能與速度的平方成正比,因此速度 對動能的影響更大；二、動能定理 動能定理的推導 將剛才推導動能公式的例子改動一下：假設物體原先就具有速度 v1,且水平面存在摩擦力

6、f ,在外力 F 作用下,經(jīng)過一段位移此過程中,外力做功與動能間又存在什么關系呢？外力 F 做功： W 1Fs摩擦力 f 做功： W 2fs外力做的總功為：s,速度達到 v2,如圖 2,就W 總Fsfsmav222 v 11mv212 mv 1Ek2Ek 1EkF2a222可見,外力對物體做的總功等于物體在這一運動過程中動能的增量；其中與物體運動同向,它做的功使物體動能增大；f 與物體運動反向,它做的功使物體動能削減；它們共同作用的結(jié)果,導致了物體動能的變化；問：如物體同時受幾個方向任意的外力作用,情形又如何呢？引導同學推導出正確結(jié)論并板書：外力對物體所做的總功等于物體動能的增加,這個結(jié)論叫

7、動能定理 ；用 W 表示外力對物體做的總功,用 E k 1 表示物體初態(tài)的動能,用 E k 2 表示末態(tài)動能,就動能定理表示為：W 總E k 2 E k 1 E k對動能定理的懂得動能定理是同學新接觸的力學中又一條重要規(guī)律a對外力對物體做的總功的懂得有的力促進物體運動,而有的力就阻礙物體運動；因此它們做的功就有正、負之分,總功指的是各外力做功的代數(shù)和；又由于 W W1+W 2+ F1 s+F2 s+F 合 s,所以總功也可懂得為合外力的功；b對該定理標量性的熟悉學習好資料 歡迎下載因動能定理中各項均為標量,因此單純速度方向轉(zhuǎn)變不影響動能大?。蝗鐒?速圓周運動過程中, 合外力方向指向圓心, 與位

8、移方向始終保持垂直, 所以合外 力做功為零,動能變化亦為零,并不因速度方向轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)變；. 適用范疇（1）既適用于恒力做功也適用于變力做功過程；（2）它的爭論對象既可以是單個物體,也可以是幾個物體所組成的系統(tǒng)；（3）它的爭論過程既可以是單個過程也可以是多個過程； 解題步驟（1）明確爭論對象及所爭論的物理過程；（2）對爭論對象進行受力分析, 并確定各力所做的功, 求這些力的功的代數(shù)和；（3）確定始、末態(tài)的動能； （未知量用符號表示） ,依據(jù)動能定理列出方程W Ek2Ek1（4）求解方程、分析結(jié)果 例題講解或爭論主要針對本節(jié)重點難點動能定理,提高應用才能；適當舉例,加深同學對該定理的懂得,例 1.

9、一物體做變速運動時,以下說法正確選項（）A合外力肯定對物體做功,使物體動能轉(zhuǎn)變 B物體所受合外力肯定不為零 C合外力肯定對物體做功,但物體動能可能不變 D物體加速度肯定不為零 此例主要考察同學對涉及力、速度、加速度、功和動能各物理量的牛頓定律和動能定理的懂得；只要考慮到勻速圓周運動的例子,很簡潔得到正確答案 B、D；例 2. 一架噴氣式飛機,質(zhì)量5 10 3 kg,當起飛過程中從靜止開頭滑跑的路程為 l 5.3 10 2時,達到起飛速度 v60/s ,在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的 k 倍 0.02 ,求飛機受到的牽引力；解法一：飛機做勻加速運動,受到重力、支持力、牽引力和阻力的作用

10、依據(jù)牛頓其次定律學習好資料F-kmg歡迎下載F合ma2由 v 20 22al a v2l2由 以 上 兩 式 F kmg m v2l2v 4F kmg m 1.8 10 N2l解法二：飛機受到重力 G、支持力 N、牽引力 F 和阻力 f 作用,這四個力做的功分別為 W G=0,WN=0,W F=Fl ,Wf=- kmgl . 據(jù)動能定理得：Fs kmgs 1 mv 2022代入數(shù)據(jù)得：F kmg m v1.8 10 4N2s牛頓其次定律是矢量式,反映的是力與加速度的瞬時關系；動能定理是標量式,反映做功過程中功與始末狀態(tài)動能增量的關系；動能定理不涉及物體運動過程中的加速度和時間,因此用它處理問題

11、有時很便利；例 3如圖,在水平恒力 F作用下,物體沿光滑曲面從高為 h1的 A 處運動到高為h2的 B處,如在 A處的速度為 v ,B 處速度為 v ,就 AB的水平距離為多大？可先讓同學用牛頓定律考慮,遇到困難后,再指導使用動能定理；A 到 B 過程中,物體受水平恒力F,支持力 N和重力 mg的作用；三個力做功分別為 Fs,0 和 mg（h2hl ）,所以動能定理寫為：解得Fsmg（h2h1）1m 2 v B2 v Bv2 A 2smFg（h 2h 1）1v2 A2從今例可以看出,以我們現(xiàn)在的學問水平,牛頓定律無能為力的問題,動能定理可以很便利地解決,其關鍵就在于動能定理不計運動過程中瞬時細

12、節(jié)；學習好資料 歡迎下載課堂小結(jié) 1對動能概念和運算公式再次重復強調(diào)；2對動能定理的內(nèi)容,應用步驟,適用問題類型做必要總結(jié)；3通過動能定理,再次明確功和動能兩個概念的區(qū)分和聯(lián)系、加深對兩個 物理量的懂得；布置作業(yè)： 課后完成教材練習及課時詳解習題 板書： 7.7 動能和動能定理 一、 探究動能的表達式 1、動能：物體由于運動而具有的能量叫動能2、公式：E k1 mv 223、動能是標量,是狀態(tài)量4、單位：焦耳 J 二、動能定理 1 2 3、內(nèi)容：合力所做的功等于物體動能的變化、表達式：W合E k2Ek 1或W1mv212 mv 1222、解題步驟：（1）明確爭論對象及所爭論的物理過程；（2）對爭論對象進行受力分析, 并確定各力所做的功, 求這些力的功的代數(shù)和；（3）確定始、末態(tài)的動能； （未知量用符號表示） ,依據(jù)動能定理列出方程W Ek2Ek1（4）求解方程、分析結(jié)果 課后反思動能定理實際上是一個質(zhì)點的功能關系,它貫穿于這一章教材, 是這一章的重點課本在表達動能和動能定理時,沒有把二者分開表達, 而是以功能關系為 線索,同時引人了動能的定義式和動