第一篇:網(wǎng)絡(luò)精品教案--動(dòng)能和動(dòng)能定理【無(wú)答案】
學(xué)校:臨清第二中學(xué) 學(xué)科:物理 編寫人:鄭汝良 審稿人:
必修二第七章:第七節(jié) 動(dòng)能和動(dòng)能定理教案
一、教材分析:動(dòng)能定理是本章教學(xué)重點(diǎn),也是整個(gè)力學(xué)的重點(diǎn)。動(dòng)
能定理是一條適用范圍很廣的物理定理,但教材在推導(dǎo)這一定理時(shí),由一個(gè)恒力做功使物體的動(dòng)能變化,得出力在一個(gè)過(guò)程中所做的功等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。然后逐步擴(kuò)大幾個(gè)力做功和變力做功及物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況。這個(gè)梯度是很大的,為了幫助學(xué)生真正理解動(dòng)能定理,教師可以設(shè)置一些具體的問(wèn)題,讓學(xué)生尋找物體動(dòng)能的變化與那些力做功相對(duì)應(yīng)。
二、教學(xué)三維目標(biāo):(一)知識(shí)與技能:
1、知道動(dòng)能的符號(hào)和表達(dá)式和符號(hào),理解動(dòng)能的概念,利用動(dòng)能定義式進(jìn)行計(jì)算。
2、理解動(dòng)能定理表述的物理意義,并能進(jìn)行相關(guān)分析與計(jì)算
3、深化性理解動(dòng)能定理的物理含義,區(qū)別共點(diǎn)力作用與多物理過(guò)程下動(dòng)能定理的表述
(二)過(guò)程與方法:
1、掌握利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)動(dòng)能定理
2、理解恒力作用下牛頓運(yùn)動(dòng)定律與動(dòng)能定理處理問(wèn)題的異同點(diǎn),體會(huì)變力作用下動(dòng)能定理解決問(wèn)題的優(yōu)越性。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、感受物理學(xué)中定性分析與定量表述的關(guān)系,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言推理的簡(jiǎn)潔美。
2、體會(huì)從特殊到一般的研究方法。
教學(xué)重點(diǎn):理解動(dòng)能的概念,會(huì)用動(dòng)能的定義式進(jìn)行計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn):探究功與速度變化的關(guān)系,會(huì)推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式,理解動(dòng)能定理的含義與適用范圍,會(huì)利用動(dòng)能定理解決有關(guān)問(wèn)題。
三、教學(xué)過(guò)程:
(一)提出問(wèn)題、導(dǎo)入新課
通過(guò)上節(jié)探究功與速度變化的關(guān)系:功與速度變化的平方成正比。問(wèn):動(dòng)能具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式是什么?
(二)動(dòng)能表達(dá)式的推導(dǎo)
1、動(dòng)能與什么因素有關(guān)?
動(dòng)能是物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量,所以動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān),質(zhì)量越大、速度越大,物體的動(dòng)能越大
2、例;有一質(zhì)量為M的物體以初速度V1在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng),受到的拉力為F,經(jīng)過(guò)位移為X后速度變?yōu)閂2.。根據(jù)以上,可以列出的表達(dá)式:
3、動(dòng)能
1.定義:_由于物體運(yùn)動(dòng)而具有的能量______________________;
1mv222.公式表述:_______________________;
Ek?3.理解
⑴狀態(tài)物理量→能量狀態(tài);→機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài); ⑵標(biāo)量性:大小,無(wú)負(fù)值;
(三)動(dòng)能定理
1、表達(dá)式:
1212W合?mvt?mv0222、內(nèi)容:合外力對(duì)物體所做的功,等于物體動(dòng)能的該變量。
3、理解:
1)若合外力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí),合外力對(duì)物體做正功,W﹥0,則物體動(dòng)能增加。2)若合外力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí),合外力對(duì)物體做負(fù)功,W﹤0,則物體動(dòng)能減小。
四、例題解析: 例1 質(zhì)量為8g 子彈以400m/s 的速度水平射入厚為5cm的木板,射出后的速度為100 m/s,求子彈克服阻力所做的功以及子彈受到的平均阻力。解:子彈射入木板的過(guò)程中,在豎直方向受到的重力和支持力的作用互相抵消,在水平方向受到阻力為Ff,如圖所示。根據(jù)動(dòng)能定理得
W f1212?mv?mv022??600JFf?Wf?s??600N?1.2?104N?0.0
5五、方法歸納:
動(dòng)能定理的應(yīng)用步驟:
(1)明確研究對(duì)象及所研究的物理過(guò)程。
(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并確定各力所做的功,求出這些力的功的代數(shù)和。
(3)確定始、末態(tài)的動(dòng)能。(未知量用符號(hào)表示),根據(jù)動(dòng)能定理列出方程
(4)求解方程、分析結(jié)果。
六、鞏固練習(xí)
1.如圖所示在高為H的平臺(tái)上以初速V0拋出一質(zhì)量為m的小球,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)它到達(dá)離拋出點(diǎn)的豎直距離為h的B點(diǎn)時(shí),小球的動(dòng)能增量為()1122mvmv0 B.0?mgh A.22HV0 h B 圖5-19C.mgH?mgh D. mgh
2.靜止在光滑水平面上的物體,在水平力F的作用下產(chǎn)生位移s而
F獲得速度 v,若水平面不光滑,物體運(yùn)動(dòng)時(shí)受到摩擦力為(n
n是大于1的常數(shù)),仍要使物體由靜止出發(fā)通過(guò)位移s而獲得速度v,則水平力為()
n?1n?1F C.nF D.(n?1)FF B. A.
nn
3、下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合外力、合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系,正確的是()
A.如果物體所受的合外力為零,那么,合外力對(duì)物體做的功一定為零
B.如果合外力對(duì)物體所做的功為零,則合外力一定為零 C.物體在合外力作用下作變速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能一定變化 D.物體的動(dòng)能不變,所受的合外力必定為零
4、質(zhì)量為m的物體,從靜止開始以a=g/2的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)h米,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()..A.物體的動(dòng)能增加了mgh/2 B.物體的動(dòng)能減少了mgh/2 C.物體的勢(shì)能減少了mgh/2
D.物體的勢(shì)能減少了mgh
5、一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m,這時(shí)物體的速度2 m/s,則下列說(shuō)法正確的是()A.手對(duì)物體做功12J B.合外力對(duì)物體做功12J C.合外力對(duì)物體做功2J D.物體克服重力做功10 J
6、如圖所示,汽車在拱型橋上由A勻速率地運(yùn)動(dòng)到B,以下說(shuō)法正確的是()
A.牽引力與摩擦力做的功相等
B.牽引力和重力做的功大于摩擦力做的功 C.合外力對(duì)汽車不做功 D.重力做功的功率保持不變
7.一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m,這時(shí)物體的速度2 m/s,則下列說(shuō)法正確的是[ ] A.手對(duì)物體做功12J B.合外力對(duì)物體做功12J C.合外力對(duì)物體做功2J D.物體克服重力做功10 J
第二篇:動(dòng)能 動(dòng)能定理教案
第四節(jié)
動(dòng)能 動(dòng)能定理
一.教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo)
(1)理解什么是動(dòng)能;(2)知道動(dòng)能公式Ek?12mv,會(huì)用動(dòng)能公式進(jìn)行計(jì)算; 2(3)理解動(dòng)能定理及其推導(dǎo)過(guò)程,會(huì)用動(dòng)能定理分析、解答有關(guān)問(wèn)題。2.能力目標(biāo)
(1)運(yùn)用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式;(2)理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力。3.情感目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣
二.重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):本節(jié)重點(diǎn)是對(duì)動(dòng)能公式和動(dòng)能定理的理解與應(yīng)用。
難點(diǎn):動(dòng)能定理中總功的分析與計(jì)算在初學(xué)時(shí)比較困難,應(yīng)通過(guò)例題逐步提高學(xué)生解決該問(wèn)題的能力。
通過(guò)動(dòng)能定理進(jìn)一步加深功與能的關(guān)系的理解,讓學(xué)生對(duì)功、能關(guān)系有更全面、深刻的認(rèn)識(shí)。
三.教具
投影儀與幻燈片若干。多媒體教學(xué)演示課件
四.教學(xué)過(guò)程
1.引入新課
初中我們?cè)鴮?duì)動(dòng)能這一概念有簡(jiǎn)單、定性的了解,在學(xué)習(xí)了功的概念及功和能的關(guān)系之后,我們?cè)龠M(jìn)一步對(duì)動(dòng)能進(jìn)行研究,定量、深入地理解這一概念及其與功的關(guān)系。
2.內(nèi)容組織
(1)什么是動(dòng)能?它與哪些因素有關(guān)?(可請(qǐng)學(xué)生舉例回答,然后總結(jié)作如下板書)物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能,它與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。
舉例:運(yùn)動(dòng)物體可對(duì)外做功,質(zhì)量和速度越大,動(dòng)能就越大,物體對(duì)外做功的能力也越強(qiáng)。所以說(shuō)動(dòng)能表征了運(yùn)動(dòng)物體做功的一種能力。
(2)動(dòng)能公式
動(dòng)能與質(zhì)量和速度的定量關(guān)系如何呢?我們知道,功與能密切相關(guān)。因此我們可以通過(guò)做功來(lái)研究能量。外力對(duì)物體做功使物體運(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能。
下面研究一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能是多少?
如圖:光滑水平面上一物體原來(lái)靜止,質(zhì)量為m,此時(shí)動(dòng)能是多少?(因?yàn)槲矬w沒(méi)有運(yùn)動(dòng),所以沒(méi)有動(dòng)能)。
在恒定外力F作用下,物體發(fā)生一段位移s,得到速度v,這個(gè)過(guò)程中外力做功多少?物體獲得了多少動(dòng)能?
v212?mv 外力做功W=Fs=ma×
2a2由于外力做功使物體得到動(dòng)能,所以動(dòng)能與質(zhì)量和速度的定量關(guān)系:
用Ek表示動(dòng)能,則計(jì)算動(dòng)能的公式為:Ek?它的速度平方的乘積的一半。
由以上推導(dǎo)過(guò)程可以看出,動(dòng)能與功一樣,也是標(biāo)量,不受速度方向的影響。它在國(guó)際單位制中的單位也是焦耳(J)。一個(gè)物體處于某一確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),它的動(dòng)能也就對(duì)應(yīng)于某一確定值,因此動(dòng)能是狀態(tài)量。
下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,加深同學(xué)對(duì)動(dòng)能概念及公式的理解。
試比較下列每種情況下,甲、乙兩物體的動(dòng)能:(除下列點(diǎn)外,其他情況相同)① 物體甲的速度是乙的兩倍;
② 物體甲向北運(yùn)動(dòng),乙向南運(yùn)動(dòng); ③ 物體甲做直線運(yùn)動(dòng),乙做曲線運(yùn)動(dòng);
④ 物體甲的質(zhì)量是乙的一半。
總結(jié):動(dòng)能是標(biāo)量,與速度方向無(wú)關(guān);動(dòng)能與速度的平方成正比,因此速度對(duì)動(dòng)能的影響更大。
(3)動(dòng)能定理
12mv就是物體獲得的動(dòng)能,這樣我們就得到了212mv。即物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟2①動(dòng)能定理的推導(dǎo)
將剛才推導(dǎo)動(dòng)能公式的例子改動(dòng)一下:假設(shè)物體原來(lái)就具有速度v1,且水平面存在摩擦力f,在外力F作用下,經(jīng)過(guò)一段位移s,速度達(dá)到v2,如圖2,則此過(guò)程中,外力做功與動(dòng)能間又存在什么關(guān)系呢?
外力F做功:W1=Fs 摩擦力f做功:W2=-fs 外力做的總功為:
2v2?v121212W總=Fs?fs?ma??mv2?mv1?Ek2?Ek1??Ek
2a22可見(jiàn),外力對(duì)物體做的總功等于物體在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的增量。其中F與物體運(yùn)動(dòng)同向,它做的功使物體動(dòng)能增大;f與物體運(yùn)動(dòng)反向,它做的功使物體動(dòng)能減少。它們共同作用的結(jié)果,導(dǎo)致了物體動(dòng)能的變化。
問(wèn):若物體同時(shí)受幾個(gè)方向任意的外力作用,情況又如何呢?引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出正確結(jié)論并板書:
外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的增加,這個(gè)結(jié)論叫動(dòng)能定理。
用W總表示外力對(duì)物體做的總功,用Ek1表示物體初態(tài)的動(dòng)能,用Ek2表示末態(tài)動(dòng)能,則動(dòng)能定理表示為:W總=Ek2?Ek1??Ek
②對(duì)動(dòng)能定理的理解
動(dòng)能定理是學(xué)生新接觸的力學(xué)中又一條重要規(guī)律,應(yīng)立即通過(guò)舉例及分析加深對(duì)它的理解。
a.對(duì)外力對(duì)物體做的總功的理解
有的力促進(jìn)物體運(yùn)動(dòng),而有的力則阻礙物體運(yùn)動(dòng)。因此它們做的功就有正、負(fù)之分,總功指的是各外力做功的代數(shù)和;又因?yàn)閃總=W1+W2+?=F1·s+F2·s+?=F合·s,所以總功也可理解為合外力的功。
b.對(duì)該定理標(biāo)量性的認(rèn)識(shí)
因動(dòng)能定理中各項(xiàng)均為標(biāo)量,因此單純速度方向改變不影響動(dòng)能大小。如勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,合外力方向指向圓心,與位移方向始終保持垂直,所以合外力做功為零,動(dòng)能變化亦為零,并不因速度方向改變而改變。
c.對(duì)定理中“增加”一詞的理解 由于外力做功可正、可負(fù),因此物體在一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能可增加,也可能減少。因而定理中“增加”一詞,并不表示動(dòng)能一定增大,它的確切含義為未態(tài)與初態(tài)的動(dòng)能差,或稱為“改變量”。數(shù)值可正,可負(fù)。
d.對(duì)狀態(tài)與過(guò)程關(guān)系的理解
功是伴隨一個(gè)物理過(guò)程而產(chǎn)生的,是過(guò)程量;而動(dòng)能是狀態(tài)量。動(dòng)能定理表示了過(guò)程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。
(4)例題講解或討論
主要針對(duì)本節(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)——?jiǎng)幽芏ɡ?,適當(dāng)舉例,加深學(xué)生對(duì)該定理的理解,提高應(yīng)用能力。
例1.一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.合外力一定對(duì)物體做功,使物體動(dòng)能改變 B.物體所受合外力一定不為零
C.合外力一定對(duì)物體做功,但物體動(dòng)能可能不變 D.物體加速度一定不為零
此例主要考察學(xué)生對(duì)涉及力、速度、加速度、功和動(dòng)能各物理量的牛頓定律和動(dòng)能定理的理解。只要考慮到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的例子,很容易得到正確答案B、D。
例2.在水平放置的長(zhǎng)直木板槽中,一木塊以6.0米/秒的初速度開始滑動(dòng)?;?.0米后速度減為4.0米/秒,若木板槽粗糙程度處處相同,此后木塊還可以向前滑行多遠(yuǎn)?
此例是為加深學(xué)生對(duì)負(fù)功使動(dòng)能減少的印象,需正確表示動(dòng)能定理中各物理量的正負(fù)。解題過(guò)程如下:
設(shè)木板槽對(duì)木塊摩擦力為f,木塊質(zhì)量為m,據(jù)題意使用動(dòng)能定理有: -fs1=Ek2-Ek1,即-f·4=-fs2=0-Ek2,即-fs2=-
2m(4-6)212
m4 2二式聯(lián)立可得:s2=3.2米,即木塊還可滑行3.2米。
此題也可用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓定律來(lái)求解,但過(guò)程較繁,建議布置學(xué)生課后作業(yè),并比較兩種方法的優(yōu)劣,看出動(dòng)能定理的優(yōu)勢(shì)。
例3.如圖,在水平恒力F作用下,物體沿光滑曲面從高為h1的A處運(yùn)動(dòng)到高為h2的B處,若在A處的速度為vA,B處速度為vB,則AB的水平距離為多大?
可先讓學(xué)生用牛頓定律考慮,遇到困難后,再指導(dǎo)使用動(dòng)能定理。
A到B過(guò)程中,物體受水平恒力F,支持力N和重力mg的作用。三個(gè)力做功分別為Fs,0和-mg(h2-h(huán)l),所以動(dòng)能定理寫為:
122m(vB?vA)2m122?(vB?vA)〕解得
s?〔g(h2?h1)
F2Fs-mg(h2-h(huán)1)=從此例可以看出,以我們現(xiàn)在的知識(shí)水平,牛頓定律無(wú)能為力的問(wèn)題,動(dòng)能定理可以很方便地解決,其關(guān)鍵就在于動(dòng)能定理不計(jì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中瞬時(shí)細(xì)節(jié)。
通過(guò)以上三例總結(jié)一下動(dòng)能定理的應(yīng)用步驟:(1)明確研究對(duì)象及所研究的物理過(guò)程。
(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并確定各力所做的功,求出這些力的功的代數(shù)和。(3)確定始、末態(tài)的動(dòng)能。(未知量用符號(hào)表示),根據(jù)動(dòng)能定理列出方程
W總=Ek2?Ek1
(4)求解方程、分析結(jié)果 我們用上述步驟再分析一道例題。
例4.如圖所示,用細(xì)繩連接的A、B兩物體質(zhì)量相等,A位于傾角為30°的斜面上,細(xì)繩跨過(guò)定滑輪后使A、B均保持靜止,然后釋放,設(shè)A與斜面間的滑動(dòng)摩擦力為A受重力的0.3倍,不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩擦,求B下降1米時(shí)的速度大小。
讓學(xué)生自由選擇研究對(duì)象,那么可能有的同學(xué)分別選擇A、B為研究對(duì)象,而有了則將A、B看成一個(gè)整體來(lái)分析,分別請(qǐng)兩位方法不同的學(xué)生在黑板上寫出解題過(guò)程:
解法一:對(duì)A使用動(dòng)能定理 Ts-mgs·sin30°-fs=
2mv 2對(duì)B使用動(dòng)能定理(mg—T)s =三式聯(lián)立解得:v=1.4米/秒
mv
且f =0.3mg 2解法二:將A、B看成一整體。(因二者速度、加速度大小均一樣),此時(shí)拉力T為內(nèi)力,求外力做功時(shí)不計(jì),則動(dòng)能定理寫為:
mgs-mgs·sin30°-fs=f =0.3mg 解得:v=1.4米/秒
可見(jiàn),結(jié)論是一致的,而方法二中受力體的選擇使解題過(guò)程簡(jiǎn)化,因而在使用動(dòng)能定理時(shí)要適當(dāng)選取研究對(duì)象。
3.課堂小結(jié)
1.對(duì)動(dòng)能概念和計(jì)算公式再次重復(fù)強(qiáng)調(diào)。
2.對(duì)動(dòng)能定理的內(nèi)容,應(yīng)用步驟,適用問(wèn)題類型做必要總結(jié)。
3.通過(guò)動(dòng)能定理,再次明確功和動(dòng)能兩個(gè)概念的區(qū)別和聯(lián)系、加深對(duì)兩個(gè)物理量的理解。
(北大附中
田大同)
·2mv 2
第三篇:7.7動(dòng)能和動(dòng)能定理教案
7.7動(dòng)能和動(dòng)能定理
主備人: 審核人:
授課時(shí)間: 考綱要求:二級(jí) 教學(xué)目標(biāo)】
1、掌握動(dòng)能的表達(dá)式。
2、掌握動(dòng)能定理的表達(dá)式。
3、理解動(dòng)能定理的確切含義,應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問(wèn)題?!窘虒W(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】 對(duì)動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用?!窘虒W(xué)過(guò)程】
一、導(dǎo)入新課
導(dǎo)入:通過(guò)上節(jié)課的探究,我們已經(jīng)知道了力對(duì)物體所做的功與速度變化的關(guān)系,那么物體的動(dòng)能應(yīng)該怎樣表達(dá)?力對(duì)物體所做的功與物體的動(dòng)能之間又有什么關(guān)系呢?這節(jié)課我們就來(lái)研究這些問(wèn)題。
二、新課教學(xué)
1、動(dòng)能表達(dá)式
我們?cè)趯W(xué)習(xí)重力勢(shì)能時(shí),是從哪里開始入手進(jìn)行分析的?這對(duì)我們討論動(dòng)能有何啟示?
學(xué)習(xí)重力勢(shì)能時(shí),是從重力做功開始入手分析的。討論動(dòng)能應(yīng)該從力對(duì)物體做的功入手分析。
在以下簡(jiǎn)化的情景下求出力對(duì)物體做功的表達(dá)式。
設(shè)物體的質(zhì)量為m,在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移l,速度由v1增加到v2,如圖所示。試用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,推導(dǎo)出力F對(duì)物體做功的表達(dá)式。
推導(dǎo)過(guò)程:
問(wèn)題:教材上說(shuō)“mv2”很可能是一個(gè)具有特殊意義的物理量,為什么這樣
21說(shuō)?
分析:因?yàn)檫@個(gè)量在過(guò)程終了與過(guò)程開始時(shí)的差,正好等于力對(duì)物體做的功,所以“mv2就是我們要找的動(dòng)能表達(dá)式,即
21質(zhì)量為m的物體,以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能為 Ek?12mv2
問(wèn)題:動(dòng)能是矢量還是標(biāo)量?國(guó)際單位制中,動(dòng)能的單位是什么?
分析:動(dòng)能是標(biāo)量,單位與功相同,國(guó)籍單位制中都為焦耳
2、動(dòng)能定理
動(dòng)能定理的表達(dá)式:
有了動(dòng)能的表達(dá)式后,前面我們推出的W?就可以寫成 W?Ek2?Ek1
其中Ek2表示一個(gè)過(guò)程的末動(dòng)能mv22,Ek1表示一個(gè)過(guò)程的初動(dòng)能mv12。
221112mv2?212mv12,上式表明,力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所作的功,等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。這個(gè)結(jié)論,叫做動(dòng)能定理。
問(wèn)題:如果物體受到幾個(gè)力的作用,動(dòng)能定理中的W表示什么意義?
分析:(1)定理中力所做的功W,是指物體合外力的功,它等于各個(gè)力做功的代數(shù)和。
(2)若合外力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí),合外力對(duì)物體做正功,W>0,則物體動(dòng)能增加。
(3)若合外力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí),合外力對(duì)物體做負(fù)功,W<0,則物體動(dòng)能減少。
問(wèn)題:動(dòng)能定理是否可以應(yīng)用于變力作功或物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情況,該怎樣理解?
分析:(1)動(dòng)能定理,我們實(shí)在物體受恒力作用且作直線運(yùn)動(dòng)的情況下推出的。當(dāng)物體受變力作用,或做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),仍可以用分割求和的方法得到動(dòng)能定理。故對(duì)任何過(guò)程的恒力、變力;勻變速、非勻變速;直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)等都能運(yùn)用。
(2)若物體的運(yùn)動(dòng)由幾個(gè)過(guò)程組成,而又不需要研究過(guò)程的中間狀態(tài)時(shí),可把多個(gè)過(guò)程看成一個(gè)全過(guò)程研究,但功應(yīng)該為各個(gè)階段合力做功的代數(shù)和
3、例題
作業(yè):課后問(wèn)題與練習(xí)。課后回憶:
第四篇:7.7 動(dòng)能和動(dòng)能定理教案
物理必修2人教新課標(biāo)7.7動(dòng)能和動(dòng)能定理教案
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
1. 使學(xué)生進(jìn)一步理解動(dòng)能的概念,掌握動(dòng)能的計(jì)算式。2.結(jié)合教學(xué),對(duì)學(xué)生進(jìn)行探索研究和科學(xué)思維能力的訓(xùn)練。3.理解動(dòng)能定理的確切含義,應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問(wèn)題。
2、過(guò)程與方法
1. 運(yùn)用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式。
2. 理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)習(xí)運(yùn)用動(dòng)能定理分析解決問(wèn)題的方法。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)動(dòng)能定理的演繹推導(dǎo),感受成功的喜悅,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣。
二、教學(xué)重點(diǎn)
1. 動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用。
三、教學(xué)難點(diǎn)
2.對(duì)動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用。
四、課時(shí)安排
1課時(shí)
五、教學(xué)過(guò)程
新課導(dǎo)入:
我們?cè)诔踔?,還有第一節(jié)《追尋守恒量》學(xué)過(guò),物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫動(dòng)能.現(xiàn)在讓我們復(fù)習(xí)一下初中做過(guò)的實(shí)驗(yàn).
一.演示實(shí)驗(yàn)
1.介紹實(shí)驗(yàn)裝置:如圖1,所示。讓滑塊A從光滑的導(dǎo)軌上滑下,與木塊B相碰,推動(dòng)木塊做功。
2.演示并觀察現(xiàn)象
①讓同一滑塊從不同的高度滑下,可以看到:高度大時(shí) 滑塊把木塊推得遠(yuǎn),對(duì)木塊做的功多。
②讓質(zhì)量不同的滑塊從同一高度滑下,可以看到:質(zhì)量的滑塊把木塊推得遠(yuǎn),對(duì)木塊做的功多。
3.從功能關(guān)系定性分析得到:
物體的質(zhì)量越大,速度越大,它的動(dòng)能就越大;通過(guò)上節(jié)課的探究我們還了解了力所做的功與物體所獲得的速度的關(guān)系,為W∝?。
那么動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度之間有什么定量關(guān)系呢? 二.動(dòng)能的表達(dá)式
2圖1
大如圖2所示,即課本第18頁(yè) 圖5.7-1。設(shè)某物體的一個(gè)物體的 質(zhì)量為m,初速度為?1,在與運(yùn)動(dòng)相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位速度增大到?2,則:
1.力F對(duì)物體所做的功多大?(W=Fl)2.物體的加速度多大?a=
?1Fm ?2Fm 方向移l,l圖2F m23.物體的初速、末速、位移之間有什么關(guān)系??2??12?2al
4.結(jié)合上述三式你能綜合推導(dǎo)得到什么樣的式子? 5.在學(xué)生推導(dǎo)的過(guò)程中評(píng)析:
?22???11?22212
2?W?Fl?ma??W?m??m?????2122212a22?2??1?2al?l??2a?從W?F?ma1112m?2?m?12這個(gè)式子可以看出,“m?”很可能是一個(gè)具有特殊意義的物理量。22226.通過(guò)上節(jié)課的探究我們還了解了力所做的功與物體所獲得的速度的關(guān)系,為W∝?;而且這個(gè)量在過(guò)程終了時(shí)和過(guò)程開始時(shí)的差,也就是這個(gè)量在這個(gè)過(guò)程中發(fā)生的變化,正好等于力對(duì)物體做的功;我們還知道物體的動(dòng)能和物體的質(zhì)量有關(guān);所以“
1m?”應(yīng)該就是2我們尋找的動(dòng)能的表達(dá)式。于是,我們說(shuō)質(zhì)量為m的物體,以速度?運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能為:Ek?1m?2 27.講述動(dòng)能的有關(guān)問(wèn)題: ①動(dòng)能是標(biāo)量
②動(dòng)能的單位:焦(J)
8.隨堂練習(xí):①我國(guó)1970年發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星,質(zhì)量為173kg,速度為
7.2km/s,它的動(dòng)能Ek?211m?2??173?7.2?103J=4.48×109J 22??②課本第21頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”第1題
三.動(dòng)能定理
1.若用Ek來(lái)表示物體的動(dòng)能,那么剛才得到的表達(dá)式可以改寫為:W=Ek2-Ek1
??合力對(duì)物體所做的功;2.學(xué)生敘述上式中各個(gè)字母所表示的物理量:W??表示Ek2?表示???物體的末動(dòng)能;Ek1?表示???物體的初動(dòng)能。3.用語(yǔ)言把上式表達(dá)式敘述出來(lái)。
力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功,等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)能定理。如果物體受到幾個(gè)力的共同作用,動(dòng)能定理中的W即為合力做的功,它等于各個(gè)力做功的代數(shù)和。
4.討論
問(wèn)題1:當(dāng)合力對(duì)物體做正功時(shí),物體動(dòng)能如何變化?(當(dāng)合力對(duì)物體做正功時(shí),末動(dòng)能大于初動(dòng)能,動(dòng)能增加)問(wèn)題2:當(dāng)合力對(duì)物體做負(fù)功時(shí),物體動(dòng)能如何變化?(當(dāng)合力對(duì)物體做負(fù)功時(shí),末動(dòng)能小于初動(dòng)能,動(dòng)能減少)5.動(dòng)能定理的適用條件
當(dāng)物體受變力作用,或做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),我們?nèi)钥刹捎眠^(guò)去的方法,把過(guò)程分解成許多小段,認(rèn)為物體在每小段運(yùn)動(dòng)中受到的是恒力,運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線,這樣也能得到動(dòng)能定理。
所以,動(dòng)能定理既適合于恒力做功,也適合于變力做功,既適用于直線運(yùn)動(dòng),也適用于曲線運(yùn)動(dòng)。
因此,在解決一些實(shí)際的力學(xué)問(wèn)題時(shí),它得到了廣泛的應(yīng)用。6.動(dòng)能定理的應(yīng)用
(1)見(jiàn)課本第20頁(yè)“例題1”;(2)見(jiàn)課本第20頁(yè)“例題2”。
用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決以上兩例題的方法由學(xué)生課后完成。7.解題步驟:
①確定研究對(duì)象及運(yùn)動(dòng)過(guò)程 ②受力分析,并確定各個(gè)力所做的功 ③明確初、末狀態(tài)的動(dòng)能
④列方程求解,對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的討論說(shuō)明
8.隨堂練習(xí):①課本第21頁(yè)“思考與討論”、“問(wèn)題與練習(xí)”第2題和第4題 ②如圖3,在水平恒力F作用下,物體沿光滑曲面從高為h1的A處運(yùn)動(dòng)到高為h2的B處,若在A處的速度為?A,B處速度為?B,則AB的水平距離為多大? 可先讓學(xué)生用牛頓定律考慮,遇到困難后,再指導(dǎo)使用能定理.
解:A到B過(guò)程中,物體受水平恒力F,支持力FN和重力的作用.三個(gè)力做功分別為Fs,0和-mg(h2-h1),所以動(dòng)能定寫為:Fs?mg?h2?h1??解得:s?動(dòng)mg理
122m?B??A 2??m?122??gh?h????21BAF?2?????
?四.布置作業(yè):課本第21頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”第3題和第5題 五.板書設(shè)計(jì)
七.動(dòng)能和動(dòng)能定理
????1.物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能,叫動(dòng)能
1??E?m?2 2.公式?k?動(dòng)能?2??3.動(dòng)能是標(biāo)量,是狀態(tài)量 ??4.單位:焦(J)??????1.合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化 動(dòng)能 動(dòng)能定理????2.W?EK2?EK1或W?1m?22?1m?12 ?22???3.解題步驟: 動(dòng)能定理?①確定研究對(duì)象及運(yùn)動(dòng)過(guò)程 ??②受力分析,并確定各個(gè)力所做的功 ??③明確初、末狀態(tài)的動(dòng)能 ????④列方程求解,對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的討論說(shuō)明 ???
第五篇:7.7 動(dòng)能和動(dòng)能定理教案
第七節(jié) 動(dòng)能和動(dòng)能定理
教學(xué)目標(biāo):
(一)知識(shí)與技能
1、掌握動(dòng)能和動(dòng)能定理的表達(dá)式。
2、理解動(dòng)能定理的確切含義,應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問(wèn)題。
(二)過(guò)程與方法
1、運(yùn)用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式。
2、理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)習(xí)運(yùn)用動(dòng)能定理分析解決問(wèn)題的方法。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)動(dòng)能定理的演繹推導(dǎo),感受成功的喜悅,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣。教學(xué)重點(diǎn):
動(dòng)能定理及其應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn):
對(duì)動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用。教學(xué)方法:
推理歸納法、討論法。教學(xué)用具:
多媒體 教學(xué)過(guò)程:
(一)引入新課
開門見(jiàn)山,直引主題:通過(guò)上節(jié)課的探究,我們已經(jīng)知道了力對(duì)物體所做的 功與速度變化的關(guān)系,那么物體的動(dòng)能應(yīng)該怎樣表達(dá)?力對(duì)物體所做的功與物體的動(dòng)能之間又有什么關(guān)系呢?這節(jié)課我們就來(lái)研究這些問(wèn)題。
(二)新課教學(xué)
1、動(dòng)能表達(dá)式
我們學(xué)習(xí)重力勢(shì)能的時(shí)候是從重力做功入手的,而物體速度的變化的原因是力。那么我們討論動(dòng)能也應(yīng)該從做功開始入手討論。
設(shè)物體的質(zhì)量為m,在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移
l,速度由v1增加到v2,如圖所示。試用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,推導(dǎo)出力
因?yàn)閯?dòng)能定理只關(guān)心的是一個(gè)過(guò)程中力對(duì)物體做的功和初末狀態(tài)的動(dòng)能,所以同樣適用于變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)的情況。
適用范圍:既可以解決恒力作用下的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,也可以解決變力作用下的非勻變速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題;既可以求解直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,也可以解決曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,因此應(yīng)用范圍比牛頓運(yùn)動(dòng)定律更廣泛。③應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題呢?
a、公式是標(biāo)量式,解題時(shí)不需要選擇正方向。動(dòng)能定理沒(méi)有分量式方程。b、應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí),只需要考慮這個(gè)過(guò)程的功和這個(gè)過(guò)程的初末狀態(tài)的 動(dòng)能即可。
c、L指相對(duì)地面的位移,v指相對(duì)地面的速度。
3、典例探究
教材中例
1、例2
(三)課堂小結(jié) 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了一下內(nèi)容:
1、動(dòng)能定理的物理意義:動(dòng)能定理實(shí)際上是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的功能關(guān)系,揭示了外力 對(duì)物體所做的總功與物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系,即外力對(duì)物體做的總功對(duì)應(yīng)著物 體動(dòng)能的變化,變化的大小由做功的多少來(lái)決定。動(dòng)能定理是力學(xué)的一條重要規(guī) 律,它不僅貫穿于這一章的教材,而且貫穿于以后的學(xué)習(xí)內(nèi)容中,是物理學(xué)習(xí)的 重點(diǎn)。
2、動(dòng)能定理雖然是在物體受恒力作用沿直線做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的情況下推導(dǎo) 出來(lái)的,但是對(duì)于外力是變力或物體做曲線運(yùn)動(dòng),動(dòng)能定理都成立,要對(duì)動(dòng)能定 理適用條件(不論外力是否為恒力,也不論物體是否做直線運(yùn)動(dòng),動(dòng)能定理都成 立)有清楚的認(rèn)識(shí)。
3、動(dòng)能定理提供了一種計(jì)算變力做功的簡(jiǎn)便方法。功的計(jì)算公式w=Fscosa只