《動(dòng)能和動(dòng)能定理》設(shè)計(jì)2

《動(dòng)能和動(dòng)能定理》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1.正確理解動(dòng)能定理，明確等式兩邊物理量的含義。2.會(huì)用動(dòng)能定理解決力學(xué)問(wèn)題，總結(jié)出應(yīng)用動(dòng)能定理解題的解題步驟。3.知道動(dòng)能定理不僅適用于恒力做功，也適用于變力做功；不僅適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)。教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1．動(dòng)能的概念，動(dòng)能定理及其應(yīng)用。2．演示實(shí)驗(yàn)的分析。學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究★自主學(xué)習(xí)1.恒力做功的公式是______________。2.動(dòng)能定理的表達(dá)式為W=________=_________。其含義是________________________。3.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本方法。（1）確定研究對(duì)象，明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。（2）分析物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況，明確各個(gè)力是否做功，是正功還是負(fù)功。（3）明確初始狀態(tài)和終了狀態(tài)的動(dòng)能（可分段，也可以全程考慮）。（4）用W=ΔEk=Ek1—Ek2列方程求解，注意：等式右邊為末狀態(tài)的動(dòng)能與初狀態(tài)的動(dòng)能之差?！锢}精析【例題1】質(zhì)量為2kg的鉛球自2m高處自由下落，陷入泥坑深，求泥坑對(duì)鉛球的平均阻力。（g取10m/s2）解析：圖7－24圖7－24RABCm【訓(xùn)練1】如圖7-24所示，用同樣材料制成的一個(gè)軌道，AB段為1/4圓弧，半徑為R，水平放置的BC段長(zhǎng)度為R。一小物塊質(zhì)量為m，與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)它從軌道頂端A由靜止下滑時(shí)，恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止，那么物體在AB段克服摩擦力做的功為（）A．μmgRB.mgR(1-μ)C.πμmgR/2D.mgR/2【例題2】如圖7-25所示，光滑斜面長(zhǎng)為l，高為h，質(zhì)量為m的物體在沿斜面向下的恒力F作用下，從頂端由初速度為v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則物體到達(dá)頂端時(shí)的動(dòng)能為（）圖7－25圖7－25Fv0hA．B.C.D.解析：【訓(xùn)練2】質(zhì)量為m的物體以初速度v0沖上一弧形斜坡，上升了h高度后速度減為零，已知斜坡不光滑，求上升過(guò)程中物體克服摩擦力做的功為多少？若物體能返回出發(fā)點(diǎn)，此時(shí)的動(dòng)能為多大？（認(rèn)為上升和下降的過(guò)程中摩擦力大小不變）【例題3】質(zhì)量為1㎏的物體與水平面摩擦力為5N，在10N水平力作用下由靜止開(kāi)始前進(jìn)2m后撤去外力，在前進(jìn)1m，此時(shí)物體仍在運(yùn)動(dòng)，其速度為多大？物體最終停止運(yùn)動(dòng)，其經(jīng)過(guò)的全部位移為多大？解析：【訓(xùn)練3】對(duì)水平面上的物體施以水平恒力F，從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)了位移l，撤去力F，這以后又經(jīng)過(guò)了位移l而停止下來(lái)，若物體的質(zhì)量為m，則（）A.它所受阻力為FB.它所受阻力為F/2C.力F做的功為零D.力F做的功為Fl自我測(cè)評(píng)自我測(cè)評(píng)1.一學(xué)生用100N的力將質(zhì)量為的球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m遠(yuǎn)，則該學(xué)生對(duì)球至少做功為（）D.無(wú)法確定2.質(zhì)量為m的小球，以速度v在高度為H的光滑平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它脫離平臺(tái)后，落經(jīng)高為h的某一點(diǎn)時(shí)，若重力做功是mg（H-h），則它具有的動(dòng)能為（空氣阻力忽略）（）A．mgh+mv2/2B.mgH+mv2/2C.mg（H+h）+mv2/2D.mg（H+h）3.兩輛汽車在同一水平路面上行駛，它們的質(zhì)量之比為1：2，速度之比為2：1.設(shè)兩車與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)相等。當(dāng)兩車急剎車后兩車滑行的最大距離之比為（）A．1：2B.1：1C.2：1：14.一質(zhì)量為1kg的滑塊，以6m/s的初速度在光滑的水平面上向左滑行，從某一時(shí)刻起在滑塊上施加一向右的水平力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滑塊的速度方向變成向右，大小為6m/s，則在這段時(shí)間里水平力做的功是（）D.無(wú)法確定圖7－26t／sv/m/s012345675.圖7－26t／sv/m/s01234567A.從第1s末到第3s末合外力做功為4WB.從第3s末到第5s末合外力做功為-2WC.從第5s末到第7s末合外力做功為WD.從第3s末到第4s末合外力做功為6.水平桌面上有一物體，受水平方向的恒力F的作用，由靜止開(kāi)始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)路程l1，速度達(dá)到v，又經(jīng)過(guò)路程l2，速度達(dá)到2v，則在兩段路程中F所做的功之比為（）：1：2：3：47.質(zhì)量為m的雪橇，自高為h的山坡上向下滑到水平雪地上，停止在A點(diǎn)，若將它從A點(diǎn)拉回原處則拉力至少應(yīng)做的功是_______________。8.把完全相同的三塊鋼板疊放在一起，子彈以v0的速度垂直射向鋼板，剛好能打穿這三塊鋼板，如果只要求子彈能穿過(guò)第一塊鋼板，則子彈的速度至少應(yīng)為_(kāi)_______________。9.一人坐在雪橇上，從靜止開(kāi)始沿著高度為15m的斜坡滑下，到達(dá)底部時(shí)速度為10m/s，人和雪橇的總質(zhì)量為60kg，下滑過(guò)程中克服阻力做的功等于__________J。10.如圖7-27所示，質(zhì)量m=1kg的木塊靜止在高h(yuǎn)=的平臺(tái)上，木塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=，用水平推力F=20N使木塊產(chǎn)生位移l1=3m時(shí)撤去力F，木塊又滑行l(wèi)2=1m時(shí)飛出平臺(tái)，求木塊落地時(shí)速度的大小。（g取10m/s2）圖7－27圖7－27Fl1+l211.某人在距地面的高處，將質(zhì)量為的小球以v0=12m/s的速度斜向上拋出，小球的初速度方向與水平方向之間的夾角為30°，g取10m/s2，求：（1）人拋球時(shí)對(duì)球做多少功？（2）若不計(jì)空氣阻力，小球落地時(shí)的速度大小是多少？（3）若小球落地時(shí)的速度大小為v1=13m/s，小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)克服阻力做了多少功？拓展提高拓展提高★思維升華變力作用的過(guò)程和某些曲線運(yùn)動(dòng)，用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式往往無(wú)法處理，但用動(dòng)能定理迎刃而解。如求變力做功的問(wèn)題可以轉(zhuǎn)化為研究該過(guò)程中動(dòng)能的變化，通過(guò)動(dòng)能的變化求變力做的功是一種常用的方法，能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)化的思維方式?！锞C合實(shí)踐與創(chuàng)新12.在離地高為H處落下一小球。小球在空中運(yùn)動(dòng)所受空氣阻力是它重力的k倍，而小球與地面相碰后，能以相同的速率反彈，則小球從釋放開(kāi)始直到多次跳動(dòng)后停止，通過(guò)的總路程為多少？

參考答案★自主學(xué)習(xí)1.W=Flcosα2.Ek2-Ek1，力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化3.略★例題精析例題1解析：鉛球的運(yùn)動(dòng)包括自由落體和陷入沙坑減速運(yùn)動(dòng)兩個(gè)過(guò)程，如能知道初末動(dòng)能、運(yùn)動(dòng)位移，應(yīng)選用動(dòng)能定理解決，且處理方法有兩種：分段列式（略）全程列式：全過(guò)程有重力做功，進(jìn)入沙中又有阻力做功。對(duì)鉛球運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程由動(dòng)能定理得：mg(H+h)-Ffh=0-0即：Ff=mg(H+h)/h=2×10×（2+）/=2020N所以泥坑對(duì)鉛球的平均阻力大小為2020N，方向?yàn)樨Q直向上。訓(xùn)練1B例題2A解析：解法一：分析物體受力：受重力mg；斜面對(duì)m的支持力FN；斜面光滑，無(wú)摩擦力；還受有外F的作用。分析物體所受力的做功情況：支持力與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以不做功；F與運(yùn)動(dòng)方向同向做正功Fl；重力與運(yùn)動(dòng)方向夾角小于90°，做正功，且重力做功只與初末位置的高度差有關(guān)，即mgh最后討論清楚運(yùn)動(dòng)的終了狀態(tài)和初狀態(tài)的動(dòng)能：，根據(jù)動(dòng)能定理列方程：故選A解法二：（1）分析受力（2）列動(dòng)力學(xué)方程，求a（3）利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求v（4）利用，求動(dòng)能訓(xùn)練2例題3解析：物體所受外力有先后不同情況，本題設(shè)第1段位移為s1，第2段位移為s2，拉力為F,摩擦力為Ff，已知：m=1kgs1=2ms2=1mF=10NFf=5N對(duì)物體在第1段、第2段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中應(yīng)用動(dòng)能定理得：