动能的变化与机械功集体备课单元教学设计.doc

汉阴中学集体备课教学设计时间2015年5月11日主备人吴远廷修改建议课题动能的变化与机械功单元教学目标1、掌握功的概念、掌握功的计算公式 2、掌握功率的概念、理解功率的含义 3、掌握动能定理，并能运用动能定理分析和解决相关的问题单元教学重点难点重点：理解并灵活运用动能定理 难点：机车启动类问题课时 安排7课时课时教学设计思路3.1探究动能变化跟做功的关系【教学目标设计】 知识与技能 1、知道外力对物体做功可以改变物体的动能； 2、理解动能定理，知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算； 3、理解动能定理的推导过程；会用动能定理解决力学问题，知道用动能定理解题的一般步骤； 过程与方法 1、探究外力对物体所做的功与物体动能的变化关系。通过分析、比较、归纳得出实验结果，通过理论分析、推导与论证，得到外力做功与物体动能变化的关系，体会科学探究的方法； 2、通过理论分析与论证的过程，使学生受到理性思维的训练； 3、通过实践与拓展，使学生灵活迁移所学知识解决实际问题；情感态度价值观（1）通过实验探究外力做功与动能变化的关系，激发学习兴趣，增强求知的欲望。（2）调动学生积极参与动能定理的理论推导过程，培养逻辑思维能力及表述能力。（3）培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。（4）培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。【教学重点难点】1、对动能定理的认识和理解；2、“实验验证理论推导解题应用”是该节书的重点思路，也是培养良好思维习惯的重要过程；3、综合实验与探究和理论分析的结果归纳总结，得到动能定理文字表述和数学表达式，以及动能定理的适用条件；4、通过例题，总结运用动能定理解决力学问题的思路和方法，认识利用动能定理解题的优越性； 【课前预习】动能定理的推导：情景:如图所示，质量为m的物体在恒定拉力F的作用下沿水平面运动,经过位移S后,速度由v1增加到v2,已知物体与水平面间的摩擦力恒为f。（1）.问题：根据情景，利用牛顿第二定律和运动学公式推导出合外力所做的功和物体动能变化的关系。（2）推导过程：（3）结论：【新课教学】（一）引入：上节课我们学习了功和能关系。运动的物体具有动能，而做功又可以改变物体的动能，如离站加速行驶的汽车。那么做功和物体动能的变化又有什么定量关系？（二）学习过程：1、展示动能定理的推导过程及结论。2、动能定理：（1）内容： （2）公式： （3）适用条件：动能定理适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功。（4）若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理，可以分段考虑，也可以全过程作为一个整体来处理。 课堂练习：1、如图所示，用拉力F使一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰面上移动了s，拉力F跟木箱前进的方向夹角为a，木箱与冰面的滑动摩擦力为f，求木箱获得的速度 2、一架喷气式飞机，质量m为 5000Kg，起飞过程中从静止开始滑跑，当位移达到s为600m时，速度达到起飞速度V=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力?3、一质量为kg的物体被人用手由静止向上提升，这时物体的速度是2 /s，则下列说法正确的是（ ）A.手对物体做功12 J B.合外力对物体做功12 JC.合外力对物体做功2 J D.物体克服重力做功10J5、如图所示，在水平台面上的A点，一个质量为m的物体以速度v0被抛出。不计空气阻力，当它到达B点时的动能为（ ）Amv02/2 + mgH B. mv02/2 + mgh C.mgHmgh D. mv02/2 + mg(H-h)3.2研究功与功率学习目标1. 理解功率的概念能运用功率的定义式P进行有关的计算.2.根据功率的定义式能导出PFv，了解平均功率和瞬时功率的含义.3.能用PFv分析、计算和解释现象，如分析汽车功率一定时，牵引力与速度的关系1加速度是用来表示速度变化 的物理量，定义式为a .其大小由v和t共同决定，是按照 法定义的2功是力和 的乘积，其表达式为W ，功是 量(填“矢”或“标”) 3.在物理学中功率表示_，功W跟完成这些功 的比值叫做功率，功率用符号P表示，则P_实际上是一段时间的_。 4.功率与速度 (1)一个力对物体做功的功率，等于这个力与物体 的乘积，即P .F恒定时，V是平均速度，功率P指的是 ；若V是瞬时 速度，则功率P指的是 （2）从PFV可以看出，汽车、火车等交通工具，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度V成，要增大牵引力，就要。 （3）.在物理学中功率表示_，功W跟完成这些功 的比值叫做功率，功率用符号P表示，则P， 实际上是一段时间的。 一、功率问题设计建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：起重机编号被吊物体重量匀速上升速度上升的高度所用时间做功A2103 N4 m/s16 m4B4103 N3 m/s12 m4C1.6103 N2 m/s20 m10(1)三台起重机哪台做功多？(2)哪台做功快？怎样比较它们做功的快慢呢？ 要点提炼1功率(1)定义：功W跟完成这些功所用时间t的 叫做功率 (2)公式：P (3)对公式的理解： 此公式是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算物理意义：功率是表示物体做功 的物2 额定功率和实际功率 (1)额定功率是指动力机械长期正常工作时 的输出功率，是动力机械重要的性能指标一个动力机械的额定功率是一定的，通常都在铭牌上标明机械工作时必须受额定功率的限制 (2)实际功率是机械工作时 的功率，也就是发动机产生的牵引力做功的功率，实际功率可以 、也可以 额定功率，但实际功率大于额定功率 二、功率与速度问题设计一个物体在恒力F的作用下，在t时间内发生的位移为s，已知作用力F的方向和位移方向相同，求： (1)在t时间内力F所做的功； (2)在t时间内力F的功率要点提炼1功率与速度的关系：PFv2三个量的制约关系 (1)P一定时，F与v成 ，如汽车上坡时减小速度来增大牵引力 (2)v一定时，F与P成 ，如汽车速度不变时，加大油门可以增大牵引力 (3)F一定时，P与v成 ，如汽车匀加速行驶时，速度增大，功率也增大3平均功率和瞬时功率(1)平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式有： 和F.(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式有：P ，其中v为瞬时速度，当F与v夹角为时，PFvcos .三、机车的两种启动方式1机车以恒定功率启动的运动过程分析所以机车达到最大速度时a0，Ff，PFvmfvm，这一启动过程的vt图像如图1所示，其中vm.所以机车在匀加速运动中达到最大速度v0时，Ffma，PFv0，v0vm，v0继续增大到vm，加速度逐渐减小到零，最后仍vm，做匀速运动这一运动过程的vt图像如图2所示例1一台起重机将质量m1103 kg的货物从静止匀加速地竖直吊起，在2 s末货物的速度v4 m/s.求起重机在2 s 内对货物做的功和在2 s内的平均输出功率(g取10 m/s2)例2如图3所示，质量为m2 kg的木块在倾角37的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5，已知：sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2，求：(1)前2 s内重力做的功；(2)前2 s内重力的平均功率；(3)2 s末重力的瞬时功率例3在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍，求：(g取10 m/s2)(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度 (2)若汽车以0.5 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ (3)若汽车以不变的额定功率从静止启动后，当汽车的加速度为2 m/s2时，速度多大？3.3 动 能 定 理 的 应 用教学目标：1、知识目标 （1）通过评讲：达到理解动能定理的确切含义 （2）通过练习：达到应用动能定理解决实际问题2、能力目标 通过应用动能定理解决多过程问题 重难点： 动能定理及其应用教学步骤：一、导入新课 思考：用动能定理解题的一般步骤是什么？ 学生答： 用动能定理解题的一般步骤1明确研究对象、研究过程，找出初末状态的速度情况 2要对物体进行正确的受力分析，明确各个力的做功大小及正负情况3明确初末状态的动能4由动能定理列方程求解，并对结果进行讨论二、自主探究 问题展示 1、合力做功有两种求解方法 2、动能定理如何应用于变力做功或物体做曲线运动的情况?师生互动 1、合力做功有两种求解方法，一种是先求出物体受到的合力再求合力做的功，一种方法是先求各个力做功，然后求各个力做功的代数和 2、当物体受到的力是变力，或者物体的运动轨迹是曲线时，我们仍然采用过去的方法，把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也能得到动能定理三、精析点拨 1、用动能定理求变力做的功由于某些力F的大小或方向变化，所以不能直接由公式W=FScos计算它们做的功，此时可由其做功的结果动能的变化来求变力F做的功。 2、在不同过程中运用动能定理由于物体运动过程中可能包括几个不同的物理过程，解题时，可以分段考虑，也可视为一整体过程，往往对全过程运用动能定理比较简便四、知能内化习题展示 1、总质量为M的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶L的距离，于是立即关闭发动机滑行，设运动的阻力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的，当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？ 2、一列质量为M=5.0105kg的火车，在一段平直的轨道上始终以额定功率P行驶，在300S内的位移为2.85103m，而速度由8m/s增加到火车在此轨道上行驶的最大速度17m/s。设火车所受阻力f大小恒定，求1、火车运动中所受阻