高中物理必修2教案动能和动能定理_1

1、动能和动能定理一、要求与目标：1、 理解动能的的概念，会用动能的定义进行计算。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。4、 会用动能定理解决力学问题，知道用动能定理解题的步骤。二、重点与难点：1、动能的概念；动能定理及其应用。2、对动能定理的理解。三教学过程：（一）请同学们欣赏几个课件，这些课件有什么共同特点呢？ 学生的回答是：这些物体均在运动，哪这些物体具有能吗？归纳：我们把这些运动物体具有的能叫物体的“动能”哪么物体的动能与哪些因素有关呢？例题 1、如图有一质量为 m 的物体放在粗糙的水平面上，物体在运动过程中受到的摩擦力为f，当物体

2、受到恒力f（ f f）作用从速度 v 0 增加到 v 时，物体运动合力做功为多大？ffffs解：物体运动中的加速度为：affm由运动学公式得到 v 2v022as2代入得到： v122(fv0m212f ) s整理得到：mv 212mv0(f2f )s我们将：mv=ek，叫物体的动能。 (f2f ) s=w 合，叫合外力做功。（二）、认识动能： ek=1 mv 22动能不仅与物体的质量有关，还与物体的速度平方有关；它是一个标量，仅有大小而没有方向。 如一个物体以 4m/s 速度从 a 点运动过后又以 4m/s 的速度返回 a 点，两次过 a 点时物体的动能大小相等。动能的单位是： “ j”有：

3、 1kg.m2/s2=1j例题 1、改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生改变，在下列情况下，汽车的动能各是原来的几倍。a、质量不变，速度增大为原来的2 倍；b、速度不变，质量增大为原来的2 倍；c、质量减半，速度增大到原来的4 倍；d、速度减半，质量增大到原来的4 倍。（三）动能定理： 1、 在物理上我们将间的关系。1 mv 221 mv 2(f02f )s叫动能定理， 它反映的是物体合外力做功与物体动能变化量之当合外力做正功时，末动能大于初动能，其动能增加。当合外力做负功时，末动能小于初动能，其动能减小。当合外力做功等于零时，物体的动能不变。例题： 一物体做变速运动时，下列说法正确的是

4、（bd）a 合外力一定对物体做功，使物体动能改变b 物体所受合外力一定不为零c合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变d 物体加速度一定不为零12、理解：（ 1）动能的变化量： ek =2mv 21 mv 202仅决定于初末位置,与过程无关 .。（ 2）合外力做功： w 合=f 合 s例题：如图所示，质量为m 的物体受到与水平方向成 的恒力 f 作用下从静止开始运动，物体在运动过程中受到的阻力恒为 f，当物体运动 s 位移时，其运动的速度为多大？ffffs解 ： 先 对 物 体 受 力 分 析 ， 然 后 求 出 物 体 的 合 外 力 ， w合 = （ fcos f ） s， 再 运 用 动

5、 能 定 理 ：( f cosf ) s1 mv22求出相应的速度v 值.(情况二 ):：当物体受到的合外力在确定的过程中变化时，则只能将力分开求。即先对物体进行受力分析，然后求出每个力分别做的功，再根据功是标量，确定力做的是正功还是负功。即 w 合=w 1+w 2+w 3+· ·· ·例题：在粗糙的水平面上，质量为m 的物体受到的阻力恒为f，物体从静止开始受恒力f 作用下运动，当物体运动 s 位移时撤去 f，问物体在这个水平面上最多还能运动多远？ffffss1？解：在起始到结束的过程中，由于力f 仅作用了一段距离，所以若用w 合=f 合 s 显然不能求

6、出其合外力，应该先求出 f 和 f 各自做的功，特别要注意是做正功还是做负功。w 合=w f wf=fs f（s+s1）运用动能定理w合（f f）1 mv 221 mv 202得到 s 1sf四：动能定理的应用：从刚才解题的过程中可以看出，在应用动能定理时一定要明确对“谁”用动能定理。对“哪个物体”和“哪个过程” ，这一点是我们物理学解题的基本思路，所以运用动能定理解题时，我们要注意两点： 明确研究对象（对谁运用动能定理） 明确研究过程（对哪个过程运用动能定理）只有明确了这两步，我们才能放心地去运用动能定理解题了。例题 1、一架喷气式飞机，质量m=5.0 ×103kg，起飞过程中从静

7、止开始滑跑的路程为s=5.3 × 102m，达到起飞速度 v=60m/s ，在此过程中飞机受到的平均阻力是收音机重力的0.02 倍（ k=0.02 ），求收音机受到的牵引力f。分析：研究对象：飞机研究过程：从静止起飞（v=60m/s ）适用公式：动能定理：w合1 mv221 mv202具体表达： ( ff )smv 21 mv224得到牵引力：fkmg2 s1.810 n详细书写板书过程，要有：文字说明，原始公式，重要的演算过程及数据代入，最后不能忘了单位。例题 2：有一长为 l 的木块，质量为 m ，静止地放在光滑的水平面上，现有一质量为m 的子弹（可视为质点） 以初速度 v0 入

8、射木块，若在子弹穿出木块的过程中，木块发生的位移为s，求子弹射出木块后，木块和子弹的速 度分别为多大？（设子弹在木块中受到的阻力恒为f）分析：（1）研究对象：子弹研究过程：从子弹开始入射木块（v 0）到子弹射出木块（ v）时为止1 mv21mv22201mv21mv2022应用动能定理： w合具体代入：f (sl)可以求出相应的 v 值。（ 2）研究对象：木块研究过程：从子弹开始入射木块（0）到子弹射出木块（ v）时为止应用动能定理： w合11 mv 2221 mv 202具体代入： fsmv 2可以求出相应的 v 值。2、动能定理不仅适用于恒力做功，而且还适用于变力做功或瞬时力做功。例题：

9、如图所示， 质量为 m 的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值 f 时，转动半径为 r，当拉力逐渐减小到了f/4 时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2r，则外力对物体所做的功为 多大？分析， 这个外力使物体从半径为r 变为 2r，但我们可以看出其力f 是一个变力， 所以这是一个变力做功的问题。研究的对象是：物体研究的过程是：从小球半径为r 到小球半径为2r。适用的公式是： w合1 mv 2212mv020mv2当物体在 f 力作用下其匀速圆周运动的半径为r 时，有 fr得到：1 mv 2021 fr21mv2同理当物体在f/4 力作用下其匀速圆周运动的半径为2r

10、时，有f42r得到：1 mv221 fr41212111代入：外力 f 做功为 w= w合mv2mv0 =frfrfr 2244练习：练习：如图，在水平恒力f 作用下，物体沿光滑曲面从高为h1 的 a 处运动到高为 h2 的 b 处，若在 a 处的速度为va ， b 处速度为 v b，则 ab 的水平距离为多大？解： 可先让学生用牛顿定律考虑，遇到困难后，再指导使用动能定理。a 到 b 过程中，物体受水平恒力f，支持力 n 和重力 mg 的作用。三个力做功分别为fs，0 和-mg(h 2-h1 )，所以动能定理写为：从此例可以看出，以我们现在的知识水平，牛顿定律无能为力的问题，动能定理可以很方便地解决，其关