高中物理：第七章第7节动能和动能定理导学案 人教版必修2

动能和动能定理导学案动能和动能定理导学案 学习目标学习目标 1 掌握动能的表达式 2 掌握动能定理的表达式 理解动能定理的确切含义 应用动能定理解决实际问题 学习重点学习重点 动能定理及其应用 学习难点学习难点 对动能定理的理解和应 用 学习过程学习过程 一 情景导入 一 情景导入 1 什么叫动能 单位是什么 2 某个力对物体做功就一定对应着某种能量的变化 请举例说明 3 当物体的初速度是零时 力对物体所做的功与速度变化的关系是 二 新课预习 二 新课预习 1 1 动能表达式 动能表达式 思考 我们在学习重力势能时 是从哪里开始入手进行分析的 这对我们讨论动能有何启 示 由此可知 使物体速度变化的根本原因是由于物体受到了力的作用而且发生了位移 1 1 探究探究 上节课我们通过实验猜测出功与速度变化的关系 那么 我们能否从理论上研 究做功与物体速度变化的关系呢 由动力学知识可知 力产生 从而使物体的 发生变化 因此可通过相应规律来研究做功与物体速度变化的关系 目标 尝试在以下简化的情景下求出力对物体做功的表达式 情景 设物体的质量为m 在光滑的水平桌面上 受到与运动方向相同的恒定外力F的作 用 发生一段位移l 速度由v1增加到v2 如图所示 试用牛顿运动定律和运动学公式 推导出力F对物体做功的表达式 得出功的表达式为 思考 若此推导中 力 F 斜向上 能得出同样的结果吗 W 怎样表示 它代表的是一个力的功还是所有力做功的代数和 2 质量为m的物体 以速度v运动时的动能为 提出问题 2 动能是矢量还是标量 国际单位制中 动能的单位是什么 学以致用 1970 年我国发射的第一颗人造地球卫星 质量约为 170kg 运动速度为约 7km s 它的动能是多大 2 2 动能定理 动能定理 请同学们写出动能定理的表达式 上式中各量的含义 表示一个过程的 动能 初状态还是末状态 表示一个过程的 动能 动能定理的语言描述 提出问题 1 如果物体受到几个力的作用 动能定理中的 W 表示什么意义 结合生活实结合生活实 际 举例说明 际 举例说明 提问 求总功的方法是什么 2 动能定理 我们是在物体受恒力作用且作直线运动的情况下推出的 动能定理是否可 以应用于变力作功或物体作曲线运动的情况 该怎样理解 你有这样的经验吗 动能定理的应用范围 动能定理的运用 根据课本习题的思路做下面的习题 与课本数据不同 请注意哟 例 1 一架喷气式飞机 质量 m 5 0 103kg 起飞过程由静止开始滑跑 当位移达到 l 5 8 102m 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 注意步骤的规范性啊 牛顿第二定律解法 通过查阅预习提纲 学生可以完成这里 问题不大 例 2 一辆质量为 m 速度为 v0的汽车关闭发动机后在水平地面上滑行了距离l后停了下 来 试求汽车受到的阻力 两种解法两种解法 总结用动能定理解题的要点 步骤 自己总结的出来吗 认真审题 弄清题意 通过受力分析和运动情况分析展示清楚物理情景 画物体运动的示意图 分析已知条件 明确所求量 选择合适的物理规律列出方程 代入数据 注意单位的统一 进行计算 及时进行 反思总结 逐渐形成分析解决问题的能力 应用动能定理解题的优越性 1 动能定理不涉及运动过程中的 和 用它来处理问题要比牛顿定律方便 2 用动能定理解题 必须明确初 动能 要分析 及外力做的 3 要注意 当合力对物体做正功时 末动能大于初动能 动能 当合力对物体做负功 时 末动能小于初动能 动能 请你利用本节知识思考回答下列几个问题 检验一下你的预习效果请你利用本节知识思考回答下列几个问题 检验一下你的预习效果 1 两个物体相比 速度大的物体一定动能大吗 2 质量是 10g 以 1000m s 的速度飞行的子弹 与质量是 50kg 以 10m s 的速度奔跑的运 动员 二者相比哪个动能大 3 初动能为 30J 末动能为 20J 其动能变化量是 10J 吗 4 用大小相同的两个水平力分别作用在同一物体上 一推一拉 设动摩擦因数相同 若从 静止开始运动 沿水平面经过相同的位移后 物体的动能相等吗 5 质量为 50kg 的游泳运动员 从离水 10m 高的跳台上以 4m s 的速度跳出 求 运动员 起跳时作了多少功 若不计空气阻力 运动员入水时的速度是多少 若该运动员落水时的 速度为 13m s 则他克服空气阻力作了多少功 附 诊断性测试附 诊断性测试 1 关于功和物体动能变化的关系 不正确的说法是 A 有力对物体做功 物体的动能就会变化 B 合力不做功 物体的动能就不变 C 合力做正功 物体的动能就增加 D 所有外力做功代数和为负值 物体的动能就 减少 2 下列说法正确的是 A 物体所受合力为 0 物体动能可能改变 B 物体所受合力不为 0 动能一定改变 C 物体的动能不变 它所受合力一定为 0 D 物体的动能改变 它所受合力一定不为 0 3 一物体速度由 0 增加到v 再从v增加到 2v 外力做功分别为W1和W2 则W1和W2关系正 确的是 A W1 W2 B W2 2W1 C W2 3W1 D W2 4W1 4 一质量为 2 kg 的滑块 以 4 m s 的速度在光滑的水平面上向左滑行 从某一时刻起 在 滑块上作用一向右的水平力 经过一段时间 滑块的速度方向变为向右 大小为 4 m s 在这段时间里水平力做的功为 A 0 B 8 J C 16 J D 32 J 5 物体A和B质量相等 A置于光滑的水平面上 B置于粗糙水平面上 开始时都处于静止 状态 在相同的水平力F作用下移动相同的位移 则 A 力F对A做功较多 A的动能较大 B 力F对B做功较多 B的动能较大 C 力F对A和B做功相同 A和B的动能相同 D 力F对A和B做功相同 但A的动 能较大 分段运动 6 一物体静止在不光滑的水平面上 已知m 1 kg 0 1 现用水平外力F 2 N 拉其运动 5 m 后立即撤去水平外力F 求其还能滑多远 g取 10 m s2 7 7 用拉力 用拉力 F F 使一个质量为使一个质量为 m m 的木箱由静止开始在水平冰道上移动了的木箱由静止开始在水平冰道上移动了 s s 拉力 拉力 F F 跟木箱前进跟木箱前进 的方向的夹角为的方向的夹角为 木箱与冰道间的摩擦因数为 木箱与冰道间的摩擦因数为 求木箱获得的速度 求木箱获得的速度 8 8 质量为 质量为 20g20g 的子弹 以的子弹 以 300m s300m s 的速度水平射入厚度是的速度水平射入厚度是 10mm10mm 的钢板 射穿后的速度是的钢板 射穿后的速度是 100m s100m s 子弹受到的平均阻力是多大 子弹受到的平均阻力是多大 9 9 一物体静止在不光滑的水平面上 已知 一物体静止在不光滑的水平面上 已知 m 1kgm 1kg 0 1 0 1 现用水平外力现用水平外力 F 2NF 2N 拉其运动拉其运动 5m5m 后立即撤去水平外力后立即撤去水平外力 F F 求其还能滑多远求其还能滑多远 1010 某人从距地面 某人从距地面 25m25m 高处水平抛出一小球 小球质量高处水平抛出一小球 小球质量 10