动能和动能定理

7 动能和动能定理【教学目标】 1知识与技能（1） 使学生进一步理解动能的概念，掌握动能的计算式。（2） 结合教学，对学生进行探索研究和科学思维能力的训练。（3） 理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题。 2过程与方法（1） 运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。（2） 理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法 3情感、态度与价值观通过动能定理的演绎推导感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣。【重点难点】1教学重点：动能定理及其应用。2教学难点：对动能定理的理解和应用。【教学方法】 探究、讲授、讨论、练习。【课时计划】 1课时【教学过程】 新课导入 我们现在通过实验粗略验证一下物体的动能与物体的质量和速度有什么样的关系。教师活动l：实验演示或举例说明 让滑块A从光滑的导轨上滑下，与静止的木块B相碰，推动木块做功。师：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到什么现象?学生活动l：学生观察与思考 生：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多。 师：说明什么问题? 生：高度越大，滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外做功的本领越强，说明物体由于运动而具有的能量越多 师：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到什么现象? 生：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多。 师：说明什么问题? 生：相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以对外做功的本领不同，是因为物体的质量不同，在速度相同的情况下，质量越大，物体对外做功的能力越强，也就是说物体由于运动而具有的能量越多。 师：那么把这个问题总结一下，得出的结论是什么呢? 新课教学 一、动能的表达式 设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移L，速度由Vl增大到V2，如图771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。 图771 学生活动3：独立完成推导过程教师活动4：师：刚才这位同学推导得很好这个结论说明了什么问题呢?生：从W= 这个式子可以看出，“”很可能是一个具有特定意义的物理量，因为这个物理量在过程终了时和过程开始时的差，正好等于力对物体做的功，所以“”就应该是我们寻找的动能的表达式。 小结1 1. 动能是状态量，对于给定的物体(m一定)，某状态下的速度的大小决定了该状态下的动能，动能与速度的方向无关。2. 动能是标量。只有大小，没有方向，且总大于(v0时)或等于零(v=0时)，不可能小于零(无负值)。3. 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：1推导： 师：有了动能的表达式后，前面我们推出的W,就可以写成WEk2Ek1=-，其中Ek2表示一个过程的末动能，Ek1表示一个过程的初动能。师：上式表明什么问题呢?请你用文字叙述一下。2内容：合力所做的功等于物体动能的变化(增量)。生：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。师：这个结论叫做动能定理。师：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?生：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示的意义是合力做的功。师：那么，动能定理更为一般的叙述方法是什么呢?生：合力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。师：结合生活实际，举例说明。学生活动4：学生思考并举例说明。师：合力做的功应该怎样求解呢?我们经常用什么方法求解合力做的功?生：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。师：刚才我们推导出来的动能定理，我们是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解?生：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。师：正是因为动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况，所以在解决一些实际问题中才得到了更为广泛的应用我们下面看一个例题：教师活动5：投影展示例题1。学生活动5：分析问题，讨论探究解决问题的方法。3应用动能定理解题的优点：师：用动能定理和我们以前解决这类问题的方法相比较，动能定理的优点在哪里呢?生1：动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便。生2：动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿运动解决这样一类问题非常困难。 教师活动7：投影展示例题2 一辆质量为m，速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l后停下来，试求汽车受到的阻力。师：这个问题和上一个问题的不同之处在哪里? 学生活动6：分析题意，与例题1进行对比，并写出解题过程。 教师活动8：投影展示学生的解答过程，指导学生正确的书写解答过程（强调正负号的问题）。4应用动能定理解题的一般步骤学生活动7：总结用动能定理解决问题的一般步骤。教师活动9：投影展示学生的解决问题的步骤，指出不足，完善问题。应用动能定理解题的一般步骤：1、确定研究对象及运