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文档简介
2021年动能和动能定理教案2021动和能理案1教学目标一、知识与能1.解动能的概念。2.练计算物体的动能。3.用动能定理解决力学问题握用动能定理解题的一般步骤。二、过程与法1.用演绎推导方式推导动能定理的表达式会科学探究的方法。2.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、度与价值观1.过演绎推理的过程,培养对科学研究的兴趣。
2.过对动能和动能定动能和动能定理理的演绎推理学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系映了自然界的真实美。教学重点理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算。教学难点1.究功与物体速度变化的关系,知道动能定理的适用范围。2.推导动能定理的表达式。教学过程一、导入新传说早在古希腊时(公元前200多年阿基米德曾经利用杠杆原理设计了投石机它能将石块不断抛向空中利用石块坠落时的动能,打得敌军头破血流。同学们思考一下为了提高这种装置的杀伤力应该从哪方面考虑来进一步改进?学习了本节动能和动能定理能够理解这种装置的应用原理。二、新课教
(一)动能表达式教师活动屏幕投影问题设计如下理想化的过程模型:设某物体的质量为m在与运动方向相同的恒F作用下发生一段位移l,速度由v1增加到v2,如图示。提出问题:1.F对物体所做的功是多大?2.体的加速度是多大?3.体的初速度、末速度、位移之间有什么关系?4.合上述三式你能综合推导得到什么样的式子?推导:这个过程中,力F所做的功为W=Fl根据牛顿第二定律F=ma而=2al即l=把F、l表达式代入W=Fl可得F做的功W=也就是W=根据推导过程教师重点提示:1.能的表达式:EK=mv2。2.能对应物体的运动状态,是状态量。
3.能的标矢性:标量。4.能的单位:焦(。练习:关于对动能的理解,下列说法正确的是(ABC)。A.能是机械能的一种表现形式是运动的物体都具有动能B.能总为正值C.定质量的物体,动能变化时,速度一定变化;但速度变化时,动能不一定变化D.能不变的物体,一定处于平衡状态(二)动能理教师:了动能的表达式后,前面我们推出的W=,就可以写成W=Ek2其中Ek2表示一个过程的末动能Ek1表示一个过程的初动能式表明什么问题呢?请同学们用文字叙述一下。学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。教师:这个结论叫做动能定理。
1.动能定理的内容: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。2.动能定理的表达式:W=教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?学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。教师:那么,动能定理更为一般的叙述方法是什么呢?学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。3.对动能定理的理解:①公式中的W指合外力做的功,也就是总功。②动能变化量为标量,即末状态的动能减去初状态的动能。③总功的计算方法,既可以先求合力,再求合力的功;也可以先求出各个力的功,再求功的代数和。教师:投影展示例题,学生分析问题,讨论探究解决问题的方法。
一架喷气式飞机质量为5.0×l03kg,起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3×102m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力的0.02倍求飞机受到的牵引力。教师:从现在开始我们要逐步掌握用能量的观点分析问题。就这个问题而言,我们已知的条件是什么?学生:已知初末速度,初速度为零,而末速度v=60m还知道物体的位移为及受到的阻力是重力的倍。教师:我们要分析这类问题,应该从什么地方入手呢?生:还是应该从受力分析入手。这个飞机受力比较简单,竖直方向的重力和地面对它的支持力合力为零平方向上受到飞机牵引力和阻力。教师析受力的目的在我们以前解决问题时往往是为了求物体的加速度,而现在进行受力分析的目的是什么呢?学生:目的是为了求合力做的功,根据物体合力做的功,我们就可以求解物体受到的牵引力。教师:请同学们把具体的解答过程写出来。
投影展示学生的解答过程助能力较差的学生完成解题过程。解题过程参考解:飞机的初动能Ek1=0末动能Ek2=合力F做的功W=Fl根据动能定理,有Fl=合力F为牵引力F牵和阻力F阻之差阻力和重力的关系为F阻=其中k=0.02)所以:F=F牵–kmg代入上式后解出F牵=把数值代入后得到F牵=飞机受到的牵引力是教师: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?
学生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。学生2:动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题,而牛顿运动定律解决这样一类问题非常困难。教师:下面大家总结一下用动能定理解决问题的一般步骤。(投影展示学生的解决问题的步骤指出不足完善问题)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。教师同学们参考用动能定理解题的一般步骤分析计算教材P73—74例2。提问并点评,展示规范的解答过程。练习:1关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化,下列说法正确的是()。
A.动物体所受的合力不为零合力必做功则物体的动能一定要变化B.动物体所受的合力为零,物体的动能一定不变C.动物体的动能保持不变,则该物体所受合力一定为零D.动物体所受合力不为零,则该物体一定做变速运动答案:BD2质量不同而具有相同动能的两个物体,在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止,则()。A.量大的滑行的距离大B.量大的滑行的时间短C.们滑行的时间一样大D.们克服阻力做的功一样大答案:BD三、课堂小结本节课主要学习了:1.体由于运动而具有的能叫动能,动能可用表示,物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半。
2.能是标量,也是状态量。3.能定理是根据牛顿第二定律和运动学公式推导出来的。4.能定理中所说的外力,既可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是任何其他的力能定理中的W是指所有作用在物体上的外力的合力的功。5.能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的但对于外力是变力物体做曲线运动的情况同样适用。课堂练习1.下列几种情况中,甲乙两物体的动能相等的是()。A.的速度是乙的2,甲的质量是乙的B.的质量是乙的2,甲的速度是乙的C.的质量是乙的4,甲的速度是乙的D.量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动答案:CD2.个小球从高处自由落下球在下落过程中的动A.它下落的距离成正比
B.它下落距离的平方成正比C.它运动的时间成正比D.它运动的时间平方成正比答案:AD3.颗质量为10g子弹,射入土墙后停留在0.5m深处,若子弹在土墙中受到的平均阻力是6400N。子弹射入土墙前的动能是______J它的速度是_____m/s。答案:320__004.乙两物体的质量之比为它们分别在相同力的作用下沿光滑水平面从静止开始作匀加速直线运动两个物体通过的路程相等时,则甲、乙两物体动能之比为_____答案:15.颗质量m=10g的子弹,以速度从枪口飞出,子弹飞出枪口时的动能为多大?若测得枪膛长s=0.6m,则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大?答案:子弹的动能为:平均推力做的功:,所以,五、布置作业
教材P74题与练习第3、4题。2021动和能理案2一、教材分:动能定理是本重点也是整个力学的重点动能定理是一条适用范围很广的物理定理但教材在推导这一定理时由一个恒力做功使物体的动能变化出力在一个过程中所做的功等于物体在这个过程中动能的变化后逐步扩大几个力做功和变力做功及物体做曲线运动的情况这个梯度是很大的为了帮助学生真正理解动能定理教师可以设置一些具体的问题让学生寻找物体动能的变化与那些力做功相对应。二、三维目:()识与技能:1知道动能的符号和表达式和符号,理解动能的概念,利用动能定义式进行计算。2理解动能定理表述的物理意义,并能进行相关分析与计算3深化性理解动能定理的物理含义,区别共点力作用与多物理过程下动能定理的表述(二)过程与方法:
1掌握利用牛顿运动定律和动学公式推导动能定理2理解恒力作用下牛顿运动定律与动能定理处理问题的异同点,体会变力作用下动能定理解决问题的优越性。(三)情感态度与价值观1感受物理学中定性分析与定量表述的关系,学会用数学语言推理的简洁美。2体会从特殊到一般的研究方法。教学重点:理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算。教学难点探究功与速度变化的关系会推导动能定理的表达式理解动能定理的含义与适用范围会利用动能定理解决有关问题。三、教学过程:(一)提出问题、导入新通过上节探究功与速度变化的关系与速度变化的平方成正比。问:动能具体的数学表达式是什么?(二)动能表达式的推导1动能与什么因素有关?
动能是物体由于运动而具有的能量以动能与物体的质量和速度有关,质量越大、速度越大,物体的动能越大2例;一质量为的物体以初速度在光滑的水平面上运动,受到的拉力F经过位移X速度变为V2.。根据以上,可以列出的表达式:3动能1定义:_于物体运动而具有的能量______________________;2公式表述:_______________________;3理解⑴状态物理量→能量状态;→机械运动状态;⑵标量性:大小,无负值;(三)动能定理1表达式:2内容:合外力对物体所做的功,等于物体动能的该变量。3理解:
1若合外力方向与物体运动方向相同时,合外力对物体做正功,W?0,则物体动能增加。若合外力方向与物体运动方向相反时,合外力对物体做负功,,则物体动能减小。四、例题解:例1质量8g子弹以400m/s的速度水平射入
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