动能和动能定理学案1-人教课标版(实用教案)

《动能和动能定理》学案【学习目标】.理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算。.理解动能定理及动能定理的推导过程。.知道动能定理的适用条件，知道动能定理解题的步骤。.会用动能定理解决有关的力学问题。知道用动能定理处理问题的优点。【重点难点】学习重点：动能的概念，动能定理及其应用。学习难点：对动能定理的理解和应用。【课前预习】一、动能（）．定义式：（）．单位：在国际单位制中是（）．动能是状态量，动能是（填矢量、标量）。只有大小，没有方向，且总大于(≠时)或等于零(时)，不可能小于零(无负值)。．动能是相对量(因速度是相对量)，参考系不同，速度就不同，所以动能也不同，一般来说都以地面为参考系。二、动能定理()推导：如图所示，一个物体的质量为ｍ，初速度为ｖ１，在与运动方向相同的恒力的作用下发生一段位移，速度增大到ｖ，则：①力对物体所做的功多大?②物体的加速度多大?③物体的初速、末速、位移之间有什么关系?④结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子?()内容：合力所做的功等于物体。()表达式：【堂中互动】[问题探究]如何理解动能[教师点拨]动能是标量，与速度方向无关；动能与速度的平方成正比，因此速度对动能的影响更大。动能的变化，又称动能的增量，是指一个运动过程中的物体末状态的动能(对应于速度)与初状态的动能(对应于速度)之差。例题.试比较下列每种情况下，甲、乙两物体的动能：(除下列点外，其他情况相同)①物体甲的速度是乙的两倍；②物体甲向北运动，乙向南运动；③物体甲做直线运动，乙做曲线运动；④物体甲的质量是乙的一半。解析：①②一样③一样④[问题探究]对动能定理的理解[教师点拨]．对外力对物体做的总功的理解有的力促进物体运动，而有的力则阻碍物体运动。因此它们做的功就有正、负之分，总功指的是各外力做功的代数和；又因为总＝…＝··…＝合·，所以总功也可理解为合外力的功。．对该定理标量性的认识因动能定理中各项均为标量，因此单纯速度方向改变不影响动能大小。如匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆心，与位移方向始终保持垂直，所以合外力做功为零，动能变化亦为零，并不因速度方向改变而改变。．对定理中“变化”一词的理解由于外力做功可正、可负，因此物体在一运动过程中动能可增加，也可能减少。因而定理中“变化”一词，表示动能不一定增大，它的确切含义为末态与初态的动能差，或称为“改变量”。数值可正，可负。.对状态与过程关系的理解功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。.应用动能定理解题的优点：动能定理对应的是一个过程，它只涉及到物体初、末状态的动能和整个过程中合外力的功，无需注意其中运动状态变化的细节，且涉及的功和能均为标量无方向性，计算十分方便，因而当遇到不涉及加速度和时间而涉及力、位移、质量、速度、功和动能等物理量大小的力学问题时，优先考虑用动能定理。用动能定理求解一般比用牛顿第二定律和运动学公式求解来得简便，甚至还能解决牛顿定律和运动学公式难以解决的问题，动能定理解题优于动力学方法，是解决力学问题的重要方法。例题.一物体做变速运动时，下列说法正确的是[]．合外力一定对物体做功，使物体动能改变．物体所受合外力一定不为零．合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变．物体加速度一定不为零解析：此例主要考察学生对涉及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解。只要考虑到匀速圆周运动的例子，很容易得到正确答案、。例题.在水平放置的长直木板槽中，一木块以6.0米秒的初速度开始滑动。滑行4.0米后速度减为4.0米秒，若木板槽粗糙程度处处相同，此后木块还可以向前滑行多远？解析：此例是为加深学生对负功使动能减少的印象，需正确表示动能定理中各物理量的正负。解题过程如下：设木板槽对木块摩擦力为，木块质量为，据题意使用动能定理有：二式联立可得：＝米，即木块还可滑行米。拓展：此题也可用运动学公式和牛顿定律来求解，但过程较繁，学生课后作业，并比较两种方法的优劣，看出动能定理的优势。[问题探究]应用动能定理解题的一般步骤[教师点拨]动能定理的应用步骤：()明确研究对象及所研究的物理过程。()对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和。()确定始、末态的动能。(未知量用符号表示)，根据动能定理列出方程：总＝K2－K1()求解方程、分析结果例题.如图所示，物体从高为的斜面上的点由静止滑下，在水平面上的点静止，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并认为斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同，求物体克服摩擦阻力做多少功？解析：本题包含两个阶段，即物体在斜面上运动和物体在水平面上运动，通过分析可知物体在斜面上运动过程中，重力做正功，摩擦力做负功，到斜面底部将获得一定动能，在水平面上运动过程中，只有摩擦力对物体做功，此过程将到达斜面底端时获得的动能全部消耗尽了，所以可分段求解。解：设物体到达斜面底端所获得动能为由动能定理得斜面运动过程：…………………①水平面运动过程：……………………②由①②得物体克服摩擦力做功为因为全过程中除重力做功外就是摩擦阻力做功，所以也可全程求解。解：设物体克服摩擦阻力做功为由动能定理得得拓展：比较两种解法，看哪种解法更简洁？说明：在用动能定理解题时，如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程（如加速、减速过程），此时，可以分段考虑，也可全过程考虑。多过程问题若不涉及中间状态时可全程进行研究[问题探究]用动能定理求变力的功例题.一质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点，小球在水平拉力的作用下，从平衡位置点缓慢地移到点，如图（）所示，则力所做的功为：、θ、(θ)、θ、θ解析：因为该过程缓慢所以为变力，且到过程中小球做曲线运动，所以不能直接由功的定义式求得，但点到点过程中对小球分析可知，只有和小球的重力对小球做功，又因此过程缓慢，所以动能变化为，所以此题可用动能定理求解。解：对小球由动能定理得（θ）所以（θ）拓展：动能定理可解决变力做功问题，也可解决曲线运动问题。【课堂练习】、下列说法正确的是：（）、如果物体所受的合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零、如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零、物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化、物体的动能不变，所受的合外力必定为零、汽车在凹凸不平的曲面上做匀速率运动，下列说法不正确的是：（）、牵引力做功一定为零、重力做功一定为零、摩擦力做功一定为零、合外力做功一定为零、甲、乙两物体材料相同，甲：乙：，它们以相同的动能在同一水平面上运动，则甲、乙滑行的最大距离和滑行时间之比为：（）、：，：、：，：、：，：、：，：、一物体以初动能滑上斜面最高处时克服重力做功，则它又滑回斜面底端时的动能为：（）、、、、、质量为1kg的物体与水平面间摩擦力为，在的水平力作用下由静止开始前进2m后撤去外力，再前进1m，此时物体仍在运动，其速度为多大?物体最终将停止运动，其经过的全部位移多大?【课堂练习】．．．．．3.16m／，4m【组】...21，2121【组】.到过程中，物体受水平恒力、支持力和重力的作用.三个力做功分别为、和()，由动能定理得：()21()解得：Fm［()21()］.答案:Fm［()21()］．根据动能定理＝，由题图可知，动能在减小，说明阻力对物体做负功，所以有＝2550sEK加速度mF21由运动学公式21得：22522as.答案．如图所示，小球在最低点处由牛顿第二定律：RvA2小球在最高点处由牛顿第二定律：RvB2所以小球从经半个圆周到的过程中由动能定理得：·2121所以21，故正确选项为.答案.将物体上滑和下滑两个过程分别应用动能定理，则21′21，由以上两式可得：′.答案′人生最大的幸福，莫过于连一分钟都无法休息零碎的时间实在可以成就大事业珍惜时间可以使生命变的更有价值时间象奔腾澎湃的急湍，它一去无返，毫不流连一个人越知道时间的价值，就越感到失时的痛苦得到时间，就是得到一切用经济学的眼光来看，时间就是一种财富时间一点一滴凋谢，犹如蜡烛漫漫燃尽我总是感觉到时间的巨轮在我背后奔驰，日益迫近夜晚给老人带来平静，给年轻人带来希望不浪费时间，每时每刻都做些有用的事，戒掉一切不必要的行为时间乃是万物中最宝贵的东西，但如果浪费了，那就是最大的浪费我的产业多么美，多么广，多么宽，时间是我的财产，我的田地是时间时间就是性命，无端的空耗别人的时间，知识是取之不尽，用之不竭的。只有最大限度地挖掘它，才能体会到学习的乐趣。新想法常常瞬息即逝，必须集中精力，牢记在心，及时捕获。每天早晨睁开眼睛，深吸一口气，给自己一个微笑，然后说：“在这美妙的一天，我又要获得多少知识啊！”不要为这个世界而惊叹，要让这个世界为你而惊叹！如果说学习有捷径可走，那也一定是勤奋。学习犹如农民耕作，汗水滋润了种子，汗水浇灌了幼苗，没有人瞬间奉送给你一个丰收。藏书再多，倘若不读，只是一种癖好；读书再多，倘若不用，只能成为空谈。学习好似一片沃土，只要辛勤耕耘，定会有累累的硕果；如若懒于劳作，当别人跳起丰收之舞时，你已是后悔莫及了。不渴望能够一跃千里，只希望每天能够前进一步，学习的成功与失败原因是多方面的，要首先从自己身上找原因，才能受到鼓舞，找出努力的方向