第一篇:7. 動(dòng)能和動(dòng)能定理 教學(xué)設(shè)計(jì) 教案[推薦]
教學(xué)準(zhǔn)備
1.教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)知道動(dòng)能的定義式,能用動(dòng)能的定義式計(jì)算物體的動(dòng)能;(2)理解動(dòng)能定理反映了力對(duì)物體做功與物體動(dòng)能的變化之間的關(guān)系;(3)能夠理解動(dòng)能定理的推導(dǎo)過程,知道動(dòng)能定理的適用條件;(4)能夠應(yīng)用動(dòng)能定理解決簡單的實(shí)際問題。
2、過程與方法
(1)運(yùn)用歸納推導(dǎo)方式推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式;
(2)通過動(dòng)能定理的推導(dǎo)理解理論探究的方法及其科學(xué)思維的重要意義;
(3)通過對(duì)實(shí)際問題的分析,對(duì)比牛頓運(yùn)動(dòng)定律,掌握運(yùn)用動(dòng)能定理分析解決問題的方法及其特點(diǎn)。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
(1)通過動(dòng)能定理的歸納推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣;
(2)通過對(duì)動(dòng)能定理的應(yīng)用感悟量變(過程的積累)與質(zhì)變(狀態(tài)的改變)的哲學(xué)關(guān)系。
2.教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):動(dòng)能的概念;動(dòng)能定理的推導(dǎo)和理解 教學(xué)難點(diǎn):動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用
3.教學(xué)用具
多媒體、板書
4.標(biāo)簽
教學(xué)過程
一、動(dòng)能和動(dòng)能定理
1.基本知識(shí)(1)動(dòng)能的表達(dá)式
①定義:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能.
④對(duì)動(dòng)能概念的理解
a.動(dòng)能是標(biāo)量,只有大小,沒有方向,且動(dòng)能只有正值.
b.動(dòng)能是狀態(tài)量,在某一時(shí)刻,物體具有一定的速度,也就具有一定的動(dòng)能. ⑤動(dòng)能的變化量
即末狀態(tài)的動(dòng)能與初狀態(tài)的動(dòng)能之差.表示物體的動(dòng)能增加.ΔEk<0表示物體的動(dòng)能減少.(2)動(dòng)能定理的推導(dǎo) ①建立情景
如圖所示,質(zhì)量為m的物體,在恒力F作用下,經(jīng)位移l后,速度由v1增加到v2.(3)動(dòng)能定理的內(nèi)容
力在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的功,等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化.(4)動(dòng)能定理的表達(dá)式
說明:式中W為合外力做的功,它等于各力做功的代數(shù)和.(5)動(dòng)能定理的適用范圍
不僅適用于恒力做功和直線運(yùn)動(dòng),也適用于變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)情況. 2.思考判斷)(1)兩個(gè)物體中,速度大的動(dòng)能也大.(×)(2某物體的速度加倍,它的動(dòng)能也加倍.(×(3)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的動(dòng)能保持不變.(√)探究交流
在同一高度以相同的速率將手中的小球以上拋、下拋、平拋三種不同方式拋出,落地時(shí)速度、動(dòng)能是否相同?
【提示】 重力做功相同,動(dòng)能改變相同,末動(dòng)能、末速度大小相同,但末速度方向不同.二、對(duì)動(dòng)能、動(dòng)能定理的理解 【問題導(dǎo)思】
1.動(dòng)能是一個(gè)過程量嗎? 2.動(dòng)能有無方向?
3.動(dòng)能定理反映了什么因果關(guān)系? 1.動(dòng)能的特征
(1)狀態(tài)量:與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(或某一時(shí)刻的速度)相對(duì)應(yīng).
(2)具有相對(duì)性:選取不同的參考系,物體的速度不同,動(dòng)能也不同,一般以地面為參考系.(3)是標(biāo)量:只有大小,沒有方向;只有正值,沒有負(fù)值. 2.對(duì)動(dòng)能定理的理解
(1)內(nèi)容:外力對(duì)物體做的總功等于其動(dòng)能的增加量,即W=ΔEk.(2)表達(dá)式W=ΔEk中的W為外力對(duì)物體做的總功.
(3)
為物體動(dòng)能的變化量,也稱作物體動(dòng)能的增量,表示物體動(dòng)能變化的大?。?)動(dòng)能定理描述了做功和動(dòng)能變化的兩種關(guān)系. ①等值關(guān)系:某物體的動(dòng)能變化量總等于合力對(duì)它做的功.
②因果關(guān)系:合力對(duì)物體做功是引起物體動(dòng)能變化的原因,合力做功的過程實(shí)質(zhì)上是其他形式的能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過程,轉(zhuǎn)化了多少由合力做了多少功來度量.
例:關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力做的功及動(dòng)能變化的關(guān)系,下列說法正確的是()A.合力為零,則合力做功一定為零 B.合力做功為零,則合力一定為零 C.合力做功越多,則動(dòng)能一定越大 D.動(dòng)能不變化,則物體所受合力一定為零 【審題指導(dǎo)】 解答本題應(yīng)注意:(1)動(dòng)能、速度是狀態(tài)量.(2)動(dòng)能的變化、功是過程量.
(3)合力是零,合力的功是零對(duì)應(yīng)結(jié)果是不同的. 【答案】 A 規(guī)律總結(jié):動(dòng)能與速度的關(guān)系
1.瞬時(shí)關(guān)系:動(dòng)能和速度均為狀態(tài)量,二者具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系.
2.變化關(guān)系:動(dòng)能是標(biāo)量,速度是矢量,當(dāng)動(dòng)能發(fā)生變化時(shí),物體的速度(大小)一定發(fā)生了變化,當(dāng)速度發(fā)生變化時(shí),可能僅是速度方向的變化,物體的動(dòng)能可能不變.
三、動(dòng)能定理的應(yīng)用及優(yōu)越性 【問題導(dǎo)思】
1.應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)的思路如何? 2.動(dòng)能定理比牛頓第二定律有哪些優(yōu)越性? 3.動(dòng)能定理有矢量表達(dá)式嗎? 1.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本步驟
2.優(yōu)越性(1)對(duì)于變力作用或曲線運(yùn)動(dòng),動(dòng)能定理提供了一種計(jì)算變力做功的簡便方法.功的計(jì)算公式W=Flcos α只能求恒力做的功,不能求變力的功,而由于動(dòng)能定理提供了一個(gè)物體的動(dòng)能變化ΔEk與合力對(duì)物體所做功具有等量代換關(guān)系,因此已知(或求出)物體的動(dòng)能變化ΔEk=Ek2-Ek1,就可以間接求得變力做功.
(2)與用牛頓定律解題的比較
兩種思路對(duì)比可以看出應(yīng)用動(dòng)能定理解題不涉及加速度、時(shí)間,不涉及矢量運(yùn)算,運(yùn)算簡單不易出錯(cuò).
kg,起飛過程中從靜止開始滑行的路程s=例:一架噴氣式飛機(jī)質(zhì)量m=5×5.3×102 m時(shí)(做勻加速直線運(yùn)動(dòng)),達(dá)到起飛速度v=60 m/s.在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重力的k倍(k=0.02).求飛機(jī)受到的牽引力.
【審題指導(dǎo)】 飛機(jī)在恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),可選擇運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律綜合求解,也可選擇運(yùn)用動(dòng)能定理求解.
N 【答案】 1.8×規(guī)律總結(jié):動(dòng)能定理與牛頓運(yùn)動(dòng)定律在解題時(shí)的選擇方法
1.動(dòng)能定理與牛頓運(yùn)動(dòng)定律是解決力學(xué)問題的兩種重要方法,一般來講凡是牛頓運(yùn)動(dòng)定律能解決的問題,用動(dòng)能定理都能解決,但動(dòng)能定理能解決的問題,牛頓運(yùn)動(dòng)定律不一定都能解決,且同一個(gè)問題,用動(dòng)能定理要比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決起來更簡便. 2.通常情況下,其問題若涉及時(shí)間或過程的細(xì)節(jié),要用牛頓運(yùn)動(dòng)定律去解決;其問題若不考慮具體細(xì)節(jié)、狀態(tài)或時(shí)間,如物體做曲線運(yùn)動(dòng)、受力為變力等情況,一般要用動(dòng)能定理去解決.
四、用動(dòng)能定理求變力的功
例:如圖所示,AB為四分之一圓弧軌道,BC為水平直軌道,圓弧的半徑為R,BC的長度也是R.一質(zhì)量為m的物體,與兩個(gè)軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ,當(dāng)它由軌道頂端A從靜止下滑時(shí),恰好運(yùn)動(dòng)到C處停止,那么物體在AB段克服摩擦力做功為
規(guī)律總結(jié):
1.本題中摩擦力的大小、方向都在變化,應(yīng)用功的定義式無法直接求它做的功,在這種情況下,就要考慮利用動(dòng)能定理.
2.物體的運(yùn)動(dòng)過程分為多個(gè)階段時(shí),我們盡量對(duì)全過程應(yīng)用動(dòng)能定理,如果這樣不能解決問題,我們?cè)俜侄翁幚恚绫绢}中我們直接對(duì)由A→B→C的全過程應(yīng)用動(dòng)能定理,就比分為兩個(gè)階段由A→B和由B→C分別來處理簡單一些.
1.分段應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),將復(fù)雜的過程分割成一個(gè)個(gè)子過程,對(duì)每個(gè)子過程的做功情況和初、末動(dòng)能進(jìn)行分析,然后針對(duì)每個(gè)子過程應(yīng)用動(dòng)能定理列式,然后聯(lián)立求解.
2.全程應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),分析整個(gè)過程中出現(xiàn)過的各力的做功情況,分析每個(gè)力的做功,確定整個(gè)過程中合外力做的總功,然后確定整個(gè)過程的初、末動(dòng)能,針對(duì)整個(gè)過程利用動(dòng)能定理列式求解.
當(dāng)題目不涉及中間量時(shí),選擇全程應(yīng)用動(dòng)能定理更簡單、更方便. 例:如圖所示,ABCD為一豎直平面的軌道,其中BC水平,A點(diǎn)比BC高出10 m,BC長1 m,AB和CD軌道光滑.一質(zhì)量為1 kg的物體,從A點(diǎn)以4 m/s的速度開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過BC后滑到高出C點(diǎn)10.3 m的D點(diǎn)速度為零.求:(g取10 m/s2)
(1)物體與BC軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù).(2)物體第5次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度.(3)物體最后停止的位置(距B點(diǎn)多少米). 【答案】(1)0.5(2)13.3 m/s(3)0.4 m 課堂小結(jié)
板書
第七節(jié) 動(dòng)能和動(dòng)能定理
1、動(dòng)能(1)“(2)”是一個(gè)新的物理量; 物體末狀態(tài)的一個(gè)物理量,是物體初狀態(tài)的一個(gè)物理量。其差值正好等于合力對(duì)物體做的功;(3)物理量其動(dòng)能:EK=
定為動(dòng)能,其符號(hào)用EK表示,即當(dāng)物體質(zhì)量為m,速度為V時(shí),(4)動(dòng)能是標(biāo)量,單位焦耳(J);
(5)含義:動(dòng)能是標(biāo)量,同時(shí)也是一個(gè)狀態(tài)量;
(6)動(dòng)能具有瞬時(shí)性,是個(gè)狀態(tài)量:對(duì)應(yīng)一個(gè)物體的質(zhì)量和速度就有一個(gè)動(dòng)能的值。
2、動(dòng)能定理
(1)內(nèi)容:合力在一個(gè)過程中對(duì)物體做的功等于物體在該過程中的動(dòng)能變化。(2)表達(dá)式:W=EK2-EK1(3)討論:
①當(dāng)合力做正功時(shí),物體動(dòng)能如何變化? ②當(dāng)合力做負(fù)功時(shí),物體動(dòng)能如何變化? ③當(dāng)物體受變力作用,如何計(jì)算物體動(dòng)能的變化? ④當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),如何計(jì)算物體動(dòng)能的變化?
第二篇:動(dòng)能和動(dòng)能定理 教學(xué)設(shè)計(jì)
動(dòng)能和動(dòng)能定理教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教材分析
1.內(nèi)容分析
《動(dòng)能和動(dòng)能定理》主要學(xué)習(xí)一個(gè)物理概念:動(dòng)能;一個(gè)物理規(guī)律:動(dòng)能定理。從知識(shí)與技能上要掌握動(dòng)能表達(dá)式及其相關(guān)決定因素,動(dòng)能定理的物理意義和實(shí)際的應(yīng)用。
過程與方法上,利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和恒力功知識(shí)推導(dǎo)動(dòng)能定理,理解“定理”的意義,并深化理解第五節(jié)探究性實(shí)驗(yàn)中形成的結(jié)論W?v2;
通過例題1的分析,理解恒力作用下利用動(dòng)能定理解決問題優(yōu)越于牛頓運(yùn)動(dòng)定律,在課程資源的開發(fā)與優(yōu)化和整合上,要讓學(xué)生在課堂上切實(shí)進(jìn)行兩種方法的相關(guān)計(jì)算,在例題1后,要補(bǔ)充合力功和曲線運(yùn)動(dòng)中變力功的相關(guān)計(jì)算;
通過例題2的探究,理解正負(fù)功的物理意義,初步從能量守恒與轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)功。在態(tài)度情感與價(jià)值觀上,在嘗試解決程序性問題的過程中,體驗(yàn)物理學(xué)科既是基于實(shí)驗(yàn)探究的一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科,同時(shí)也是嚴(yán)密數(shù)學(xué)語言邏輯的學(xué)科,只有兩種方法體系并重,才能有效地認(rèn)識(shí)自然,揭示客觀世界存在的物理規(guī)律。
2.內(nèi)容地位
通過初中的學(xué)習(xí),對(duì)功和動(dòng)能概念已經(jīng)有了相關(guān)的認(rèn)識(shí),通過第六節(jié)的實(shí)驗(yàn)探究,認(rèn)識(shí)到做功與物體速度變化的關(guān)系W?v2。將本節(jié)課設(shè)計(jì)成一堂理論探究課有著積極的意義。因?yàn)橥ㄟ^“動(dòng)能定理”的學(xué)習(xí),深入理解“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”,并在解釋功能關(guān)系上有著深遠(yuǎn)的意義。為此設(shè)計(jì)如下目標(biāo):
二、目標(biāo)分析
1、三維教學(xué)目標(biāo)
(一)、知識(shí)與技能
1.理解動(dòng)能的概念,并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算;
2.理解動(dòng)能定理的物理意義,能進(jìn)行相關(guān)分析與計(jì)算; 3.深入理解W合的物理含義; 4.知道動(dòng)能定理的解題步驟;
(二)、過程與方法
1.掌握恒力作用下動(dòng)能定理的推導(dǎo); 2.體會(huì)變力作用下動(dòng)能定理解決問題的優(yōu)越性;
(三)、情感態(tài)度與價(jià)值觀
體會(huì)“狀態(tài)的變化量量度復(fù)雜過程量”這一物理思想;感受數(shù)學(xué)語言對(duì)物理過程描述的簡潔美;
2.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):
重點(diǎn):對(duì)動(dòng)能公式和動(dòng)能定理的理解與應(yīng)用。
難點(diǎn):通過對(duì)動(dòng)能定理的理解,加深對(duì)功、能關(guān)系的認(rèn)識(shí)。教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn):動(dòng)能定理的推導(dǎo)
三、教法和學(xué)法
依據(jù)《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中要通過問題探究的方式,強(qiáng)化學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中基于問題探究的過程性體驗(yàn),為此,采取“任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)”設(shè)計(jì)程序化的問題,有效引導(dǎo)學(xué)生自主、合作和有效的探究性學(xué)習(xí)。為此,在教學(xué)設(shè)計(jì)中重點(diǎn)突出三個(gè)環(huán)節(jié):“問題驅(qū)動(dòng)下學(xué)生對(duì)教材的理解”、“問題解決中對(duì)物理規(guī)律的深化理解”、“引申提高中對(duì)物理規(guī)律的深化應(yīng)用”。所以任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)成為本節(jié)課重要的教學(xué)方式,同時(shí)采取精講釋疑教學(xué)法;
學(xué)生的學(xué)法采取:任務(wù)驅(qū)動(dòng)和合作探究;
選取多媒體展示、嘗試練習(xí)題和“任務(wù)驅(qū)動(dòng)問題” 本節(jié)課為一課時(shí)。
創(chuàng)設(shè)情境巡回指導(dǎo)指導(dǎo)調(diào)控精講難點(diǎn)總結(jié)拓展課堂評(píng)價(jià)提出問題,導(dǎo)入新課任務(wù)驅(qū)動(dòng),感知教材合作探究,分享交流精講點(diǎn)撥,釋疑解惑典例引領(lǐng),內(nèi)化反思課堂總結(jié),布置作業(yè)回憶舊知自主學(xué)習(xí)討論展示互動(dòng)交流鞏固應(yīng)用反思總結(jié)
四、教學(xué)過程
設(shè)計(jì)成6個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié):提出問題,導(dǎo)入新課;任務(wù)驅(qū)動(dòng),感知教材;合作探究,分享交流;精講點(diǎn)撥,釋疑解惑;典例引領(lǐng),內(nèi)化反思;課堂總結(jié),布置作業(yè)。
基于舊知的復(fù)習(xí),提出以下問題:
【提出問題,導(dǎo)入新課】通過橡皮筋對(duì)小車做功,探究“功與物體速度的變化關(guān)系”,得出了W?v2,但具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式應(yīng)當(dāng)是什么?本節(jié)課我們將一起探討這一問題。板書課題
【任務(wù)驅(qū)動(dòng),感知教材】給出問題,引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材,并帶著這些問題在學(xué)習(xí)小組內(nèi)進(jìn)行合作性學(xué)習(xí),進(jìn)行兵教兵,實(shí)現(xiàn)基本問題學(xué)生自學(xué)掌握。
在這一過程中教師一定要不斷地巡回指導(dǎo)個(gè)學(xué)習(xí)小組的討論與合作性學(xué)習(xí),以學(xué)生的身份認(rèn)真積極地參與討論。教師要收集一些問題,為釋疑解惑收集素材,進(jìn)行有效地點(diǎn)撥服務(wù)。時(shí)間控制在10min內(nèi)。為此設(shè)計(jì)了四個(gè)程序性問題,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)教材的感知與理解。
1.動(dòng)能EK與什么有關(guān)?等質(zhì)量的兩物體以相同的速率相向而行,試比較兩物體的動(dòng)能?如果甲物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),乙物體做曲線運(yùn)動(dòng)呢?
已知m1?2m2,v1?v2,甲乙兩物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否相同?動(dòng)能呢?
車以速度v0?4m做勻速直線運(yùn)動(dòng),車內(nèi)的人以相對(duì)于車1m向車前進(jìn)的方向走動(dòng),分ss別以車和地面為參照物,描述的EK是否相同?說明了什么?通過以上問題你得出什么結(jié)論?
2.動(dòng)能定理推導(dǎo)時(shí),如果在實(shí)際水平面上運(yùn)動(dòng),摩擦力為f,如何推導(dǎo)?
如果在實(shí)際水平面上F先作用一段時(shí)間,發(fā)生的位移L1,爾后撤去,再運(yùn)動(dòng)L2停下來,如何表述W合?
3.試采用牛頓運(yùn)動(dòng)定律方法求解教材的例題1,并比較兩種方法的優(yōu)劣? 4.做正功與做負(fù)功表現(xiàn)的現(xiàn)象是什么?本質(zhì)上是什么?表述你的看法?!竞献魈骄?,分享交流】討論展示學(xué)案,時(shí)間控制在8min內(nèi);
【精講點(diǎn)撥,釋疑解惑】著眼于知識(shí)內(nèi)容的挖掘與適當(dāng)?shù)耐卣埂r(shí)間控制在6min內(nèi)。⑴W合的理解:如果物體受到多個(gè)共點(diǎn)力作用,同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)撤銷,則:W合=F合l; 像例題1所給出的物理場景下,運(yùn)用動(dòng)能定理求解合力功,通過受力分析圖又可以進(jìn)一步求解某一分力。同學(xué)們對(duì)教材73頁“動(dòng)能定理不涉及物體運(yùn)動(dòng)過程的加速度和時(shí)間,因此用它處理問題常常比較方便”加深印象。
如果發(fā)生在多物理過程中,不同過程作用力個(gè)數(shù)不相同,則:W合=W1?W2???Wn ⑵對(duì)標(biāo)量性的認(rèn)識(shí): ⑶對(duì)“增加”一詞的理解; ⑷對(duì)狀態(tài)變化量與過程量的理解:
【典例引領(lǐng),內(nèi)化反思】時(shí)間控制在12min內(nèi).對(duì)例題1的分析與拓展:
方法體系上“引導(dǎo)學(xué)生分析題干中已知運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)物理量比較多,要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的受力分析,通過動(dòng)能定理引導(dǎo)學(xué)生求解合外力,由此再求解某一分力,這是解決問題的一般思路。為加強(qiáng)這兩種方法的對(duì)比,一定要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行解決。
總結(jié)出利用動(dòng)能定理的解題步驟;
注重同一物理場景下的變式訓(xùn)練:如何求解阻力?末態(tài)速度?位移?時(shí)間? 給出拓展例題:
拓展例題1:如圖7?1所示,用拉力F作用在質(zhì)量為m的物體上,拉力 與水平方向成?角度,物體從靜止開始運(yùn)動(dòng),滑行l(wèi)1后撤掉F,物體與地面之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為?,求:撤掉F時(shí),木箱的速度?木箱還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)?
如果拉力的方向改為斜向下,求再滑行的位移?
如果拉力改為水平,路面不同段滑動(dòng)摩擦系數(shù)是不一樣的,如何表示W(wǎng)f?? 該題目著重考查合力功、正交分解和最值問題。
拓展例題2:如圖7?2所示,一質(zhì)量為m的物體,從傾角為?,高度為h的斜面頂端A點(diǎn)無初速度地滑下,到達(dá)B點(diǎn)后速度變?yōu)関,然后又在水平地面上滑行x0位移后停在C處,求:1.物體從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程中克服摩擦力做的功? 2.物體與水平地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)?
3.如果把物體從C點(diǎn)拉回到原出發(fā)點(diǎn)A,拉力至少要做多少功?
引申思考:物體沿斜面下滑過程中,如果在B點(diǎn)放一擋板,且與物體碰撞無能損,以原速率返回,求最終物體停留在什么地方?物體在斜面上通過的路程是多少?
該題目著重考查多方物理過程中合力功、W合的理解,以及W合??Ek在反復(fù)折線運(yùn)動(dòng)問題中的相關(guān)應(yīng)用,屬于提高性的題目。
【課堂總結(jié),布置作業(yè)】
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)能定理的表述、理解、應(yīng)用中采取的思維方法,以及問題類型做必要總結(jié)。3.通過動(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。以上教學(xué)過程中的著墨部分:【感知教材】、【合作探究】和【釋疑解惑】三部分。作業(yè):教材P74:1、2、3、4、5;
五、板書設(shè)計(jì)
§7.7 動(dòng)能和動(dòng)能定理
一、動(dòng)能表達(dá)式的推導(dǎo)
1、公式推導(dǎo)
2、動(dòng)能的理解
二、動(dòng)能定理
1、W合=Ek2-Ek1 物理意義: 理解:
2、應(yīng)用 例題
1、解題步驟 拓展例題
1、拓展例題
2、六、教學(xué)反思
1.在課堂上提出的主要問題都必須是在課前精心設(shè)計(jì)好的,問題要緊扣教學(xué)目標(biāo),突出重點(diǎn)、克服難點(diǎn)、發(fā)展能力、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),要有代表性,能使學(xué)生舉一反
三、觸類旁通。像推導(dǎo)動(dòng)能定理的時(shí)候,必須設(shè)計(jì)程序化的問題:如何表征外力F?采取什么方法表征位移l??如何計(jì)算恒力功W??
2.提問的目的和方式要隨教學(xué)進(jìn)度靈活變化:復(fù)習(xí)舊課,抓住新舊知識(shí)之間的聯(lián)系,提出問題,設(shè)疑激趣,導(dǎo)入新課;表演實(shí)驗(yàn),列舉實(shí)例,提出問題,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和思考;課后結(jié)尾,總結(jié)深化,提出問題,承上啟下,使學(xué)生回味無窮,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
3.動(dòng)能定理的解題步驟必須強(qiáng)調(diào)到位。
第三篇: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)過程,會(huì)用動(dòng)能定理分析、解答有關(guān)問題。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)通過例題逐步提高學(xué)生解決該問題的能力。
通過動(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)過程
1.引入新課
初中我們?cè)鴮?duì)動(dòng)能這一概念有簡單、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)。因此我們可以通過做功來研究能量。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靜止,質(zhì)量為m,此時(shí)動(dòng)能是多少?(因?yàn)槲矬w沒有運(yùn)動(dòng),所以沒有動(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。
下面通過一個(gè)簡單的例子,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)過一段位移s,速度達(dá)到v2,如圖2,則此過程中,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,外力對(duì)物體做的總功等于物體在這一運(yùn)動(dòng)過程中動(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: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)與過程關(guān)系的理解
功是伴隨一個(gè)物理過程而產(chǎn)生的,是過程量;而動(dòng)能是狀態(tài)量。動(dòng)能定理表示了過程量等于狀態(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恚m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)公式和牛頓定律來求解,但過程較繁,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。
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,牛頓定律無能為力的問題,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)過程中瞬時(shí)細(xì)節(jié)。
通過以上三例總結(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,結(jié)論是一致的,而方法二中受力體的選擇使解題過程簡化,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,適用問題類型做必要總結(jié)。
3.通過動(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
第四篇:《動(dòng)能和動(dòng)能定理》教學(xué)設(shè)計(jì)剖析
《動(dòng)能和動(dòng)能定理》教學(xué)設(shè)計(jì)
教材內(nèi)容的地位
動(dòng)能定理是功能關(guān)系的重要體現(xiàn),是推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的依據(jù),因此是本章的重中之重。在整個(gè)經(jīng)典物理學(xué)中,動(dòng)能定理又與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定理并稱為解決動(dòng)力學(xué)問題的三大支柱。也是每年高考必考內(nèi)容。因此學(xué)好動(dòng)能定理對(duì)
每個(gè)學(xué)生都尤為重要。
新課標(biāo)要求
(一)知識(shí)與技能
1、掌握動(dòng)能的表達(dá)式,理解動(dòng)能的概念,利用動(dòng)能定義式進(jìn)行計(jì)算,并能比較不同物體的動(dòng)能;
2、掌握動(dòng)能定理的表達(dá)式,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、理解動(dòng)能定理的確切含義,應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題。
4、培養(yǎng)學(xué)生探究過程中獲取知識(shí)、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、處理數(shù)據(jù)的能力。
5、理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)習(xí)運(yùn)用動(dòng)能定理分析解決問題的方法。
(二)過程與方法
1、設(shè)置問題啟發(fā)學(xué)生的思考,讓學(xué)生掌握解決問題的思維方法。
2、探究和驗(yàn)證過程中掌握觀察、總結(jié)、用數(shù)學(xué)處理物理問題的方法。
3、經(jīng)歷科學(xué)規(guī)律探究的過程、認(rèn)識(shí)探究的意義、嘗試探究的方法、培養(yǎng)探究的能力。
4、掌握恒力作用下利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功的公式推導(dǎo)動(dòng)能定理;
(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)語言推理的簡潔美;
2、感受成功實(shí)驗(yàn)、團(tuán)結(jié)、協(xié)作的的魅力,體驗(yàn)探究的愉悅,激發(fā)了探究意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣;
3、體會(huì)從特殊到一般的研究方法,領(lǐng)略自然的奇妙和諧,培養(yǎng)好奇心與求知欲使學(xué)生樂于探索。學(xué)情分析
1、學(xué)生在初中對(duì)動(dòng)能有了感性認(rèn)識(shí),在高中要定量分析。
2、高中生的認(rèn)識(shí)規(guī)律是從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí),從定性到定量。
3、通過前幾節(jié)的學(xué)習(xí),了解了功并能進(jìn)行簡單的計(jì)算初步了解了功能關(guān)系。但對(duì)物體做的功與其動(dòng)能的具體關(guān)系還不清楚,這就是本節(jié)重點(diǎn)解決的問題。教學(xué)重點(diǎn)
1、利用實(shí)驗(yàn)法探究動(dòng)能定理;
2、動(dòng)能定理及其應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)
1、利用實(shí)驗(yàn)法探究動(dòng)能定理;
2、動(dòng)能定理及其應(yīng)用。教學(xué)方法
啟發(fā)式、實(shí)驗(yàn)探究、推理歸納法、類比討論等 教學(xué)工具
鐵架臺(tái)(附鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線、紙帶、重物(帶夾子)、刻度尺、多媒體 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課
(一)演示實(shí)驗(yàn):(可利用媒體資料中的動(dòng)畫)①介紹實(shí)驗(yàn)裝置: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
a.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.b.讓質(zhì)量不同的滑塊從同一高度滑下,可以看到:質(zhì)量大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:一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?,它就具有能量。功是能量轉(zhuǎn)化的量度。做了多少功就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。
④由于物體運(yùn)動(dòng)而具有的能。物體的質(zhì)量越大,速度越大,它的動(dòng)能就越大.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? 那么,如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡便易行的實(shí)驗(yàn),探究功與速度的數(shù)量關(guān)系呢?
(二)實(shí)驗(yàn)探究
根據(jù)前面所學(xué)的知識(shí),我們知道最容易計(jì)算和測量的功是mgh,利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測量v。因此,在教學(xué)中模擬驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn),為學(xué)生創(chuàng)設(shè)科學(xué)探究的情境,采取回顧舊知識(shí)——提出新問題——科學(xué)猜想——數(shù)學(xué)類比推理——分析歸納——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——總結(jié)規(guī)律——解決實(shí)際問題的探究策略,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、方法、步驟等展開探究活動(dòng)。處理數(shù)據(jù)時(shí)通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行,以簡化過程節(jié)省時(shí)間。具體操作如下:
一、回顧舊知識(shí)——提出新問題
1.如何計(jì)算和測量重力做功?如何測量物體的速度? 2.重力對(duì)物體做功,物體的運(yùn)動(dòng)速度如何變化呢?
二、創(chuàng)設(shè)情境——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——制定計(jì)劃
1.為避免漫無邊際的亂猜,引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),討論重力做功和速度變化的關(guān)系。根據(jù)mgh和測量v的方法制定、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
2.展示學(xué)生的設(shè)計(jì)成果,選擇最佳方案分析、補(bǔ)充,歸納出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、器材,裝置圖:
三、討論、分析注意事項(xiàng):
1.裝置要豎直,盡量減小紙帶與限位孔間的摩擦,紙帶無初速釋放,重物的質(zhì)量和密度應(yīng)較大, 以減小阻力,確保自由落體運(yùn)動(dòng)。
2.紙帶30F合s = 也可以引導(dǎo)部分學(xué)生利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決,并加以比較優(yōu)劣?!久襟w展示——應(yīng)用總結(jié)】 引導(dǎo)學(xué)生總結(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程。
(2)分析物理過程,分析研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過程中的受力情況,畫受力示意圖,及過程狀態(tài)草圖,明確各力做功情況,即是否做功,是正功還是負(fù)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)根據(jù)動(dòng)能定理建立方程,代入數(shù)據(jù)求解,對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析、說明或討論。課堂總結(jié): 學(xué)生敘述
【媒體展示】
1、Ek=m v2
2、W總= mv22-mv12
3、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程。
(2)分析物理過程,分析研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過程中的受力情況,畫受力示意圖,及過程狀態(tài)草圖,明確各力做功情況,即是否做功,是正功還是負(fù)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)根據(jù)動(dòng)能定理建立方程,代入數(shù)據(jù)求解,對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析、說明或討論。布置作業(yè)
1.一物體速度由0增加到v,再從v增加到2v,外力做功分別為W1和W2,則W1和W2關(guān)系正確的是()A.W1=W2 B.W2=2W1 C.W2=3W1 D.W2=4W1 2.一質(zhì)量為2 kg的滑塊,以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行,從某一時(shí)刻起,在滑塊上作用一向右的水平力,經(jīng)過一段時(shí)間,滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?,大小? m/s,在這段時(shí)間里水平力做的功為()A.0 B.8 J C.16 J D.32 J 3.物體A和B質(zhì)量相等,A置于光滑的水平面上,B置于粗糙水平面上,開始時(shí)都處于靜止?fàn)顟B(tài),在相同的水平力F作用下移動(dòng)相同的位移,則()A.力F對(duì)A做功較多,A的動(dòng)能較大 B.力F對(duì)B做功較多,B的動(dòng)能較大
C.力F對(duì)A和B做功相同,A和B的動(dòng)能相同 D.力F對(duì)A和B做功相同,但A的動(dòng)能較大
4.一物體靜止在不光滑的水平面上,已知m=1 kg,μ=0.1,現(xiàn)用水平外力F=2 N拉其運(yùn)動(dòng)5 m,后立即撤去水平外力F,求其還能滑多遠(yuǎn)?(g取10 m/s2)5.從離地面H高處落下一只小球,小球在運(yùn)動(dòng)過程中所受到的空氣阻力是它重力的k倍,而小球與地面相碰后,能以相同大小的速率反彈,求小球從釋放開始,直至停止彈跳為止,所通過的總路程是多少? 教學(xué)后記
這樣的探究實(shí)驗(yàn)可測量性強(qiáng),易于操作,便于處理數(shù)據(jù),誤差較小,既滿足了學(xué)生的探索情趣——獲得新知識(shí),又復(fù)習(xí)鞏固了舊知識(shí),也為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ);同時(shí)這樣開展教學(xué)也培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膭?chuàng)新、探索精神,還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,體驗(yàn)了探索的艱辛與快樂,啟迪了學(xué)生的思維,達(dá)到了綜合運(yùn)用物理知識(shí)和數(shù)學(xué)工具解決物理問題的目的,可謂一石多鳥。
第五篇: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。【教學(xué)過程】
一、導(dǎo)入新課
導(dǎo)入:通過上節(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)課我們就來研究這些問題。
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)過程:
問題:教材上說“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?
分析:因?yàn)檫@個(gè)量在過程終了與過程開始時(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
問題:動(dòng)能是矢量還是標(biāo)量?國際單位制中,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)過程的末動(dòng)能mv22,Ek1表示一個(gè)過程的初動(dòng)能mv12。
221112mv2?212mv12,上式表明,力在一個(gè)過程中對(duì)物體所作的功,等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。這個(gè)結(jié)論,叫做動(dòng)能定理。
問題: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)過程組成,而又不需要研究過程的中間狀態(tài)時(shí),可把多個(gè)過程看成一個(gè)全過程研究,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):課后問題與練習(xí)。課后回憶: