動(dòng)能和動(dòng)能定理教案高中物理必修二

1、學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載泗縣一中動(dòng)能和動(dòng)能定理教案高一物理組：呂雪利學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載動(dòng)能和動(dòng)能定理教案【教學(xué)目標(biāo)】學(xué)問(wèn)與技能：懂得動(dòng)能的概念,知道其表達(dá)式的確定過(guò)程；懂得動(dòng)能定理物理意義及其推導(dǎo)過(guò)程；知道動(dòng)能定理的適用條件,學(xué)會(huì)動(dòng)能定理的簡(jiǎn)潔應(yīng)用；過(guò)程和方法：體驗(yàn)科學(xué)推理和理論驗(yàn)證相結(jié)合的探究過(guò)程；培育同學(xué)演繹推理的力；培育同學(xué)的制造才能和制造性思維；情感、態(tài)度和價(jià)值觀(guān)：激發(fā)同學(xué)對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行理論探究的愛(ài)好；激發(fā)同學(xué)用不同方法處理同一問(wèn)題的愛(ài)好,挑選用最優(yōu)的方法處理問(wèn)題；【教學(xué)重點(diǎn)】動(dòng)能表達(dá)式的得出；運(yùn)用動(dòng)能定懂得決力學(xué)問(wèn)題的思路和方法；【教學(xué)難點(diǎn)】對(duì)動(dòng)能概念、動(dòng)能定理的懂得及其應(yīng)用 . 【教

2、學(xué)方法】推理歸納法、爭(zhēng)論法；【教學(xué)過(guò)程】引入新課通過(guò)上節(jié)“ 探究功與速度變化的關(guān)系”,我們已經(jīng)明白到一個(gè)特別情形下力對(duì)物體的功與物體速度變化的關(guān)系,即w2 v ,那么動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含2 v 這個(gè)因子；舉例：假設(shè)兩輛一樣的卡車(chē),一輛滿(mǎn)載貨物,一輛空載以相同的速度行駛,撞到 一顆大樹(shù)上,那輛車(chē)破舊的更嚴(yán)峻？同學(xué)摸索回答：滿(mǎn)載貨物的 連續(xù)提問(wèn)：為什么呢？老師引導(dǎo)回答由于滿(mǎn)載貨物的質(zhì)量大擁有的動(dòng)能多；量有關(guān)系,那么表達(dá)式仍可能有 m這個(gè)因子；詳細(xì)的表達(dá)式：E k 1 mv 2（老師直接給出）2 同學(xué)開(kāi)頭產(chǎn)生疑問(wèn),為什么是這樣呢？從這里可以看出動(dòng)能仍跟質(zhì)老師接著介紹推導(dǎo)過(guò)程,我們是從牛頓其次定律和

3、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程下手學(xué)習(xí)好資料歡迎下載l ,一、探究動(dòng)能的表達(dá)式；設(shè)物體的質(zhì)量為m,在與運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)學(xué)方程得v 2 2v 1 2由物體位移和做功之間的關(guān)系WmFlv2mal圖 1 1 22 v 121mv21 22 mv 1221 22 mv 很可能是一個(gè)具有特定意義的物理量,開(kāi)頭時(shí)的差,正好等于力對(duì)物體做的功,所以“能表達(dá)式；由于這個(gè)量在過(guò)程終了與過(guò)程1 22 mv ” 應(yīng)當(dāng)就是我們查找的動(dòng)上節(jié)的試驗(yàn)說(shuō)明力對(duì)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(dá)式中的1v0就可以得到 W1 mv ,由于外力做功使物體得到動(dòng)能,2以1 mv 就是物體獲得的動(dòng)能,這樣我們就得到了動(dòng)能與質(zhì)量和速度的定量關(guān) 2系：用E 表示動(dòng)能,就運(yùn)算動(dòng)能的公式為：E k1 mv 22；即物體的動(dòng)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(dǎo)過(guò)程可以看出, 動(dòng)能與功一樣, 也是標(biāo)量,不受速度方向的影響；它在國(guó)際單位制中的單位也是焦耳（J）；一個(gè)物體處于某一確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),它的動(dòng)能也就對(duì)應(yīng)于某一確定值,因此動(dòng)能是狀態(tài)量；說(shuō)明：在此強(qiáng)調(diào)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,做功對(duì)應(yīng)能的變化,力對(duì)物體做正功 物體對(duì)應(yīng)的能量增加, 反之減小, 做功對(duì)應(yīng)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(xué)習(xí)中我們已有所體會(huì)重力做功對(duì)應(yīng)重力勢(shì)能的變化即：W GE P, 彈力做功對(duì)應(yīng)彈性勢(shì)能的變化即：W彈E P；下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)潔的例子,加深同學(xué)對(duì)動(dòng)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(dòng)能：（除以下點(diǎn)外,其他情形相同） 物體甲的速度是乙的兩倍； 物體甲向北運(yùn)動(dòng), 乙向南運(yùn)動(dòng)；學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載 物體甲做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),乙做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)； 物體甲的質(zhì)量是乙的一半；總結(jié)：動(dòng)能是標(biāo)量,與速度方向無(wú)關(guān)；動(dòng)能與速度的平方成正比,因此速度 對(duì)動(dòng)能的影響更大；二、動(dòng)能定理 動(dòng)能定理的推導(dǎo) 將剛才推導(dǎo)動(dòng)能公式的例子改動(dòng)一下：假設(shè)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(guò)一段位移此過(guò)程中,外力做功與動(dòng)能間又存在什么關(guān)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(dá)到 v2,如圖 2,就W 總Fsfsmav222 v 11mv212 mv 1Ek2Ek 1EkF2a222可見(jiàn),外力對(duì)物體做的總功等于物體在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的增量；其中與物體運(yùn)動(dòng)同向,它做的功使物體動(dòng)能增大；f 與物體運(yùn)動(dòng)反向,它做的功使物體動(dòng)能削減；它們共同作用的結(jié)果,導(dǎo)致了物體動(dòng)能的變化；問(wèn)：如物體同時(shí)受幾個(gè)方向任意的外力作用,情形又如何呢？引導(dǎo)同學(xué)推導(dǎo)出正確結(jié)論并板書(shū)：外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的增加,這個(gè)結(jié)論叫

7、動(dòng)能定理 ；用 W 表示外力對(duì)物體做的總功,用 E k 1 表示物體初態(tài)的動(dòng)能,用 E k 2 表示末態(tài)動(dòng)能,就動(dòng)能定理表示為：W 總E k 2 E k 1 E k對(duì)動(dòng)能定理的懂得動(dòng)能定理是同學(xué)新接觸的力學(xué)中又一條重要規(guī)律a對(duì)外力對(duì)物體做的總功的懂得有的力促進(jìn)物體運(yùn)動(dòng),而有的力就阻礙物體運(yùn)動(dòng)；因此它們做的功就有正、負(fù)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(duì)該定理標(biāo)量性的熟悉學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載因動(dòng)能定理中各項(xiàng)均為標(biāo)量,因此單純速度方向轉(zhuǎn)變不影響動(dòng)能大??；如勻 速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)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(dòng)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(guò)程；（2）它的爭(zhēng)論對(duì)象既可以是單個(gè)物體,也可以是幾個(gè)物體所組成的系統(tǒng)；（3）它的爭(zhēng)論過(guò)程既可以是單個(gè)過(guò)程也可以是多個(gè)過(guò)程； 解題步驟（1）明確爭(zhēng)論對(duì)象及所爭(zhēng)論的物理過(guò)程；（2）對(duì)爭(zhēng)論對(duì)象進(jìn)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(dòng)能； （未知量用符號(hào)表示） ,依據(jù)動(dòng)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(zhēng)論主要針對(duì)本節(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)動(dòng)能定理,提高應(yīng)用才能；適當(dāng)舉例,加深同學(xué)對(duì)該定理的懂得,例 1.

9、一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),以下說(shuō)法正確選項(xiàng)（）A合外力肯定對(duì)物體做功,使物體動(dòng)能轉(zhuǎn)變 B物體所受合外力肯定不為零 C合外力肯定對(duì)物體做功,但物體動(dòng)能可能不變 D物體加速度肯定不為零 此例主要考察同學(xué)對(duì)涉及力、速度、加速度、功和動(dòng)能各物理量的牛頓定律和動(dòng)能定理的懂得；只要考慮到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的例子,很簡(jiǎn)潔得到正確答案 B、D；例 2. 一架?chē)姎馐斤w機(jī),質(zhì)量5 10 3 kg,當(dāng)起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)頭滑跑的路程為 l 5.3 10 2時(shí),達(dá)到起飛速度 v60/s ,在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的 k 倍 0.02 ,求飛機(jī)受到的牽引力；解法一：飛機(jī)做勻加速運(yùn)動(dòng),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(xué)習(xí)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(jī)受到重力 G、支持力 N、牽引力 F 和阻力 f 作用,這四個(gè)力做的功分別為 W G=0,WN=0,W F=Fl ,Wf=- kmgl . 據(jù)動(dòng)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(shí)關(guān)系；動(dòng)能定理是標(biāo)量式,反映做功過(guò)程中功與始末狀態(tài)動(dòng)能增量的關(guān)系；動(dòng)能定理不涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間,因此用它處理問(wèn)題

11、有時(shí)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(yùn)動(dòng)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(xué)用牛頓定律考慮,遇到困難后,再指導(dǎo)使用動(dòng)能定理；A 到 B 過(guò)程中,物體受水平恒力F,支持力 N和重力 mg的作用；三個(gè)力做功分別為 Fs,0 和 mg（h2hl ）,所以動(dòng)能定理寫(xiě)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(xué)問(wèn)水平,牛頓定律無(wú)能為力的問(wèn)題,動(dòng)能定理可以很便利地解決,其關(guān)鍵就在于動(dòng)能定理不計(jì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中瞬時(shí)細(xì)

12、節(jié)；學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載課堂小結(jié) 1對(duì)動(dòng)能概念和運(yùn)算公式再次重復(fù)強(qiáng)調(diào)；2對(duì)動(dòng)能定理的內(nèi)容,應(yīng)用步驟,適用問(wèn)題類(lèi)型做必要總結(jié)；3通過(guò)動(dòng)能定理,再次明確功和動(dòng)能兩個(gè)概念的區(qū)分和聯(lián)系、加深對(duì)兩個(gè) 物理量的懂得；布置作業(yè)： 課后完成教材練習(xí)及課時(shí)詳解習(xí)題 板書(shū)： 7.7 動(dòng)能和動(dòng)能定理 一、 探究動(dòng)能的表達(dá)式 1、動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫動(dòng)能2、公式：E k1 mv 223、動(dòng)能是標(biāo)量,是狀態(tài)量4、單位：焦耳 J 二、動(dòng)能定理 1 2 3、內(nèi)容：合力所做的功等于物體動(dòng)能的變化、表達(dá)式：W合E k2Ek 1或W1mv212 mv 1222、解題步驟：（1）明確爭(zhēng)論對(duì)象及所爭(zhēng)論的物理過(guò)程；（2）對(duì)爭(zhēng)論對(duì)象進(jìn)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(dòng)能； （未知量用符號(hào)表示） ,依據(jù)動(dòng)能定理列出方程W Ek2Ek1（4）求解方程、分析結(jié)果 課后反思動(dòng)能定理實(shí)際上是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的功能關(guān)系,它貫穿于這一章教材, 是這一章的重點(diǎn)課本在表達(dá)動(dòng)能和動(dòng)能定理時(shí),沒(méi)有把二者分開(kāi)表達(dá), 而是以功能關(guān)系為 線(xiàn)索,同時(shí)引人了動(dòng)能的定義式和動(dòng)