动能和动能定理教案.doc

动能和动能定理教案 武穴中学 郭瑞贞【教学目标】一、知识与技能 1理解动能的概念 2熟练计算物体的动能 3会用动能定理解决力学问题，掌握用动能定理解题的一般步骤 二、过程与方法1、通过动能表达式的得出，培养学生分析、类比得出物理规律的能力. 2运用演绎推导方式推导动能定理的表达式，体会科学探究的方法 2理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法 三、情感态度与价值观 通过动能和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，使学生从中领略到物理等自然科学中所蕴含的严谨的逻辑关系反映了自然界的真实美【教学重、难点】 动能定理的理解和应用【课时安排】：1课时【教学过程】导入新课在前几节我们学过，当力对一个物体做功的时候一定对应于某种形式能量的变化，例如重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化，通过实验探究我们知道了外力做功和速度变化的关系，本节课我们从理论上来探究寻找动能的表达式在本章“1追寻守恒量”中，已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能，大家先猜想一下动能与什么因素有关?(实验演示) 让滑块A从光滑的导轨上滑下，与木块B相碰，推动木块做功 1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 2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 师生总结：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大即质量、速度是动能的两个影响因素 问题：动能到底跟质量和速度有什么定量的关系呢?动能的表达式是怎样的?新课教学一、动能 设置情景1：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，速度由增大到，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提出问题： 1力F对物体所做的功是多大? 2物体的加速度是多大? 3物体的初速度、末速度、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?推导：（学生根据提示，先独立完成）这个过程中，力F所做的功为：根据牛顿第二定律而即把F、的表达式代人，可得F做的功从这个式子可以看出，“”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 教师总结：在物理学中就用这个物理量表示物体的动能，用符号表示1、动能的公式：2、动能的单位：焦(J)3、动能的标矢性：标量4、动能具有瞬时性，是状态量5、动能具有相对性（通常取地面为参考系）思考题1：父亲和儿子一起溜冰，父亲的质量是60 kg，运动速度为5 ms，儿子的质量是30 kg，运动速度为8ms，试问父亲和儿子谁具有的动能大? 学生先猜想：当然是父亲的动能大了质量大动能就大后根据计算，儿子的动能要大于父亲的动能注意：计算问题一定不要想当然，这样很容易出现错误，一定要有根据，分析问题要全面课堂训练 1下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是( ) A甲的速度是乙的2倍，乙的质量是甲的2倍 B甲的质量是乙的2倍，乙的速度是甲的2倍 C甲的质量是乙的4倍，乙的速度是甲的2倍 D质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动2质量一定的物体( ) A.速度发生变化时，其动能一定变化B.速度发生变化时，其动能不一定变化 C.速度不变时其动能一定不变 D.动能不变时，其速度一定不变 参考答案 1.CD 2.BC二、动能定理设置情景2：假设物体原来的速度为，且水平面存在摩擦力,在外力的作用下，经过一段位移，速度达到，则在此过程中，外力做功与动能间又存在怎样的关系？推导：引导学生分析外力做的功：摩擦力做的功：由总= 得将上述问题再推广一步：若物体同时受几个方向任意的外力作用，情况又如何？引导学生推导出正确结论并板书：内容: 外力对物体所做的总功，等于物体在这个过程中动能的变化这个结论叫做动能定理表达式: 总提问思考讨论：1、 式中的各个符号表示的意义，如果一个物体受多个力的作用，怎W指的是什么意思？2、 当合力对物体做正功时，物体动能怎么变化？3、 当合力对物体做负功时，物体动能怎么变化？4、 式中“=”的意义怎么理解？理解:1、 W:合力做的功 Ek2 :末动能 Ek1：初动能2、合力对物体做正功时，物体动能增加；合力对物体做负功时，物体动能减少3、式中“=”意义表示功能的因果关系在数值上相等，功是能量转换的量度不能说:“功就是能量的增量”；也不能说：“功转变成了能量”4、动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用也直线运动，也适用于曲线运动。三、动能定理的应用投影展示例题，学生分析问题，讨论探究解决问题的方法 例1：一架喷气式飞机质量为5.0Xl03kg，起飞过程中从静止开始滑跑当位移达到l=53X102m时，速度达到起飞速度v=60ms。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍求飞机受到的牵引力解：飞机的初动能，末动能合力F做的功，根据动能定理有： 合力F为牵引力F牵和阻力F阻之差，而阻力和重力的关系为F阻=（其中k=0.02）所以F=F牵代入上式解得F牵=把数值代入后得到F牵=1.8104N 飞机受到的牵引力是1.8104N总结应用动能定理解题的基本步骤： 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，并对结果进行讨论教材例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替换例2：质量为m的物体静止在水平桌面上，它与桌面之间的动摩擦因素为，物体在水平力的作用下开始运动，发生位移时撤去，问物体还能运动多远？方法一：应用动能定理分段进行求解方法二：应用动能定理全过程进行求解方法三：应用牛顿运动定律和运动学公式解题比较并领略动能定理的优越性课后思考：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：运动员起跳时做了多少功？求运动员入水时速度大小为多大？四、作业：问题与练习3、4、5题板 书 设 计：7.7 动能和动能定理1、动能：物体由于运动而具有的能叫动能 动能和动能定理动能2、公式：3、动能是标