春高中物理 7.7《动能和动能定理》学案4 新人教必修2
人教版高中物理必修二动能和动能定理学案
7.7 动能和动能定理 学案学习目标:1.知道什么是动能,知道动能的计算公式。
知道动能是标量2.知道动能定理的内容和表达式。
3.会用动能定理分析求解问题。
重点难点本节学习动能和动能定理,正确理解动能变化和功的关系是本课的重点,养成良好的分析问题和解决问题的习惯,根据动能定理,按照一定的解题步骤来处理问题是本节的难点。
知识点梳理1、物体由于________而具有的能叫做动能,计算公式为___________,式中速度v 为物体的对_______运动速度,根据公式可知,动能恒大于或等于零。
2、物体的动能变化是由______________________决定的,反映这一规律的定理叫_______,其表达式为___________________。
当__________对物体做正功时,物体的动能将增加,说明_________是物体运动的动力;当___________对物体做负功时,物体的动能将减小,说明____________是物体运动的动力;如果___________对物体不做功(例如匀速圆周运动的向心力),物体的________就不变化。
动能定理指出了物体动能变化的决定因素,因此计算物体的动能变化时,必须从________做功的角度来思考,尤其是在计算变力做功时,一般都选用__________处理。
3、动能定理是无条件适用的,它是力学中的重要定理,应用动能定理的一般步骤为: ①确定研究对象,明确它的运动过程;②正确的________是应用动能定理的前提,由于涉及合外力做功,必须正确进行________,如果出现少力或力方向错误等,则整个问题的解答已经错误;③正确判断各个力的_______情况,什么力做功?什么力不做?什么力做正功?什么力做负功?④正确的状态分析,由于动能定理中需要物体初末状态的动能值,因此必须正确分析清楚处末状态的运动情况; ⑤根据21222121mv mv W -=总列方程求解; ⑥写好答案(必要时对答案进行讨论)。
高一物理必修二7.7动能和动能定理学案
7.7 动能和动能定理(预习学案)班级姓名【学习目标】1.知道动能的概念、符号单位、表达式和性质.2.会根据动能表达式计算运动物体的动能.3.写出动能定理的表达式,理解动能定理的物理意义.4.知道动能定理也可用于变力做功和曲线运动的情景.5.会用动能定理解决单个物体的有关问题.【重点难点】1.能从牛顿第二定律和运动学公式导出动能定理.2.运用动能定理求变力所做的功.【学习过程】一、动能(1)探究:上节课我们通过实验猜测出功与速度变化的关系,那么,我们能否从理论上研究做功与物体速度变化的关系呢?由动力学知识可知,力产生_________,从而使物体的______发生变化。
因此可通过所学规律来研究做功与物体速度变化的关系?(2)问题1:教材上说“1/2mv2”很可能是一个具有特殊意义的物理量,为什么这样说?通过上节课的探究,是否也印证了你的观点?问题2:动能的定义是什么?表达式是什么?单位?性质如何?(3)学以致用1、两个物体相比,速度大的物体一定动能大吗?2、质量是10g,以1000m/s的速度飞行的子弹,与质量是50kg、以10m/s的速度奔跑的运动员,二者相比哪个动能大?3、1970年我国发射的第一颗人造地球卫星,质量约为170kg,运动速度为约7km/s,它的动能是多大?4、关于物体的动能,下列说法中正确的是()A.一个物体的动能可能小于零B.一个物体的动能与参考系的选取无关C.动能相同的物体的速度一定相同D.两质量相同的物体,若动能相同,其速度不一定相同二、动能定理(1)探究:1、动能定理内容:2、动能定理的表达式及式中各物理量的含义:3、动能定理的适用范围:(2)问题:1、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?2、我们是在物体受恒力作用且作直线运动的情况下推出的。
动能定理是否可以应用于变力作功或物体作曲线运动的情况,该怎样理解?你有这样的经验吗?动能定理的适用范围是什么?(3)学以致用1、课本P73例1、用牛顿第二定律和动能定理两种方法解题(注意步骤的规范性)2、课本P73例2、用牛顿第二定律和动能定理两种方法解题(注意步骤的规范性)(4)小结反思1、用动能定理解题的要点、步骤:2、应用动能定理解题的优越性:a、动能定理不涉及运动过程中的_______和______,用它来处理问题要比牛顿定律方便.b、用动能定理解题,必须明确初_____动能,要分析_______及外力做的________.c、要注意:当合力对物体做正功时,末动能大于初动能,动能___;当合力对物体做负功时,末动能小于初动能,动能______。
人教版高中物理必修2-7.7《动能和动能定理》导学案
动能和动能定理1.知道动能的符号、单位和表达式,会根据动能定理的表达式计算运动物体的动能。
2.能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理,理解动能定理的物理意义。
3.领会运用动能定理解题的优越性,理解做功的过程就是能量转化或转移的过程。
会用动能定理处理单个物体的有关问题。
4.知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动的情景,能用动能定理计算变力所做的功。
★自主学习1.动能:物体由于_______________而具有的能量叫动能,表达式______________。
2.动能是_________(状态、过程)量也是_______(标、矢)量。
3.动能定理内容:______________________________。
表达式:___________________________。
★新知探究一、动能表达式1.推导课本P18图7.7-1中物体发生一段位移l时(1)力F对物体所做功的大小。
(2)物体的速度与位移的关系。
2.由上述1中的推导,总结W与v1、v2的关系,由此我们能得出一个什么结论?3.我们怎样根据上述结论引入“动能”这一概念,其具体含义和表达式是什么?单位是什么?二.动能定理1.内容.2.表达式及各字母的物理意义.3.怎样理解“力在一个过程中对物体所做的功”应为合力做的功?4.动能定理的适用范围是什么?★例题精析【例题1】假设汽车紧急刹车制动后所受阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多,当汽车以20m/s的速度行驶时,突然制动,它还能继续滑行的距离约为多少?(g取10m/s2)解析:【训练1】一辆汽车以v1=6m/s的速度沿水平面行驶时,急刹车后能滑行l1=3.6m 如果以v2=8m/s的速度行驶,在同样的路面上急刹车后滑行的距离l2应为()A.6.4m B. 5.6mC. 7.2mD.10.8 m【例题2】一物体在离斜面底端5m处从斜面上由静止下滑,然后滑上由小圆弧与斜面连接的水平面上,若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4,斜面的倾角为37°,求物体能在水平面上滑行多远?解析:。
高中物理《7.7动能及动能定理》导学案新人教版必修2
高中物理《7.7动能及动能定理》导学案新人教版必修27、7动能和动能定理【课题名称】7、7动能和动能定理课型新授课时1编号21【学习目标】知识与技能1、理解动能的确切含义和表达式。
2、理解动能定理及其推导过程、适用范围、简单应用。
过程与方法1、设置问题启发学生的思考,让学生掌握解决问题的思维方法。
2、探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法。
3、经历科学规律探究的过程、认识探究的意义、尝试探究的方法、培养探究的能力。
情感态度与价值观1、通过动能定理的推导演绎,培养学生的科学探究的兴趣。
2、通过探究验证培养合作精神和积极参与的意识。
3、领略自然的奇妙和谐,培养好奇心与求知欲使学生乐于探索。
【学习重点】动能及动能定理【学习难点】动能定理的应用【教法】启发式、探究式、习题教学法、类比法学情调查、情境导入1、为什么落差越大的瀑布水流速度越大呢?2、什么是物体的动能?物体的动能大小跟哪些因素有关呢?问题展示、合作探究一、动能的表达式:例题1:1970年我国发射的第一颗人造地球卫星,质量为173 kg,运动速度为7、2 km/s,它的动能是多大?二、动能定理:1、如果物体受到几个力的作用,动能定理公式中的W表示什么意义?2、动能定理更为一般的叙述方法是什么呢?3、合力做的功应该怎样求解呢?我们经常用什么方法求解合力做的功?4、应用例题2:一架喷气式飞机质量为5、0l03kg。
起飞过程中从静止开始滑跑。
当位移达到l=5、3X102m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。
总结: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,进而明确合外力的功、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5、动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况,该怎样理解?达标训练、巩固提升A1、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B2:一辆质量为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、C3、质量为m的铅球以速度υ竖直向下抛出,抛出点距离地面的高度为H,落地后,铅球下陷泥土中的距离为s,求泥土地对铅球的平均阻力?知识梳理归纳总结预习指导、新课链接预习《7、7机械能守恒定律》知识与技能1、知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化2、会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒,理解机械能守恒定律的内容,知道它的含义和适用条件3、在具体问题中,能判定机械能是否守恒,并能列出机械能守恒的方程式过程与方法1、学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,分析问题、情感、态度与价值观通过能量守恒的教学,使学生树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题请同学们独立完成讨论,代表发言小组合作讨论学生代表发言请同学们完成A、B级习题学有余力的同学完成全部问题反思本节课,我参与发言了吗?参与讨论了吗?与人合作了吗?提出问题了吗?观察到了什么?发现了什么?学到了什么?。
人教版高中物理必修2 7.7动能和动能定理学案
动能和动能定理一、学习目标1.知道动能的符号、单位和表达式,会根据动能的表达式计算运动物体的动能。
2.能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理。
3.领会运用动能定理解题的优越性,会用动能定理处理单个物体的有关问题。
4.能用动能定理计算变力所做的功。
二、重点、难点重点:动能的概念。
难点:动能定理计算物体做功的问题。
三、学习方法自主探究、交流讨论、自主归纳四、学习过程(一)学习要点1.知道动能的定义式,会用动能的定义式进行计算。
2.掌握动能定理推导过程,理解动能定理的物理意义。
问题情景1:一架飞机在牵引力的作用下(不计阻力),在起飞跑道上加速运动,速度越来越大,问:①飞机的动能如何变化?为什么?②飞机的动能变化的原因是什么?③牵引力对飞机所做的功与飞机动能的变化之间有什么关系?问题情景2:如图所示,一个物体的质量为m,初速度为v1,在与运动方向相同的恒力F(不计摩擦阻力)的作用下发生一段位移l,速度增大到v2,则:①力F对物体所做的功多大?②物体的加速度多大?③物体的初速、末速、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?解析:①力对物体做的功为:W=。
②根据牛顿第二定律有。
③根据运动学公式有。
④W===。
分析概括:合力F所做的功等于这个物理量的变化,又据功能关系,F所做的功等于物体的变化,所以在物理学中就用这个量表示物体的动能。
(二)知识概括动能:1.定义式:,文字表达:动能等于物体与物体的二次方的乘积的。
2.单位:。
动能定理:1.内容:。
2.表达式:。
五、随堂检测1.运动员用200N的力踢足球,把质量是0.4kg的球以60m/s的初速度踢出50m远,那么运动员对球所做的功是多少?2.下列关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化的说法,正确的是()A.运动物体所受的合力不为零,合力必做功,物体的动能一定要变化B.运动物体所受的合力为零,则物体的动能一定不变C.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合力一定为零D.运动物体所受合力不为零,则该物体一定做变速运动3.如图所示,一物体质量为m从倾角为θ长为L的光滑斜面顶端滑下,问物体到达斜面底端的速度为多少?六、课后练习与提高1.质量为0.5kg的物体,原来以速度为2m/s做匀速运动,受到一个与运动方向相同的4N的力的作用,发生的位移为2m,物体的末动能是多大?2.以l0m/s的初速度运动的石块,在水平冰面上滑行100m后停下,若g取10m/s2,则冰面与石块之间的动摩擦因数是多少?3.如果一个小孩拉弓所做的功是250J,箭的质量是0.2kg,那么放开弓弦后,箭射出时的动能是多大的?箭的速度是多大?4.某物体放在一倾角为θ的斜面上,向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑。
高中物理7.7动能和动能定理教案1新人教版必修2
引导2:动能应该怎样定义呢?动能是矢量还是标量?国际单位制中,动能的单位是什么?
[课堂训练]
1、1970年我国发射的第一颗人造地球卫星,质量为173 kg,运动速度为7.2 km/s,它的动能是多大?
2.下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是………………( )
教
学
过
程
教
学
过
程
教学内容
个案调整
教师主导活动
学生主体和速度之间有什么定量的关系呢?我们来看这样一个问题.(认真阅读教材p66页内容,独立完成推导过程)
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L,速度由Vl增大到V2,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.
课外作业
教学后记
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.以上说法都不对
任务三达标提升
1.改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生改变,在下列几种情况下,汽车的动能各是原来的几倍?
a.质量不变,速度增大到原来的2倍,___________。
三、课堂小结
让学生概括总结本节的内容。
【使用说明及学法指导】
1.阅读教材认真完成导学案,疑难问题用红笔标出,组内讨论完成
2.教师讲完后,学生用双色笔修正再交由教师批改
【做一做】:
阅读课文,从课文中找出必要的信息,在练习本上进行定量计算
【展示】:
阅读课本,思考问题,学生代表发表见解
板书设计
高中物理必修二教案-7.7动能和动能定理46-人教版
《动能和动能定理》学案学案主题:7、动能和动能定理目标确定的依据教学重点和难点①重点:动能及动能定理的推导。
②难点:动能定理的具体应用。
二、动能定理三、应用合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
2、公式:3、说明⑴W表示合力的功,也表示外力所做总功。
⑵E k1、E k2分别表示物体在初、末状态的动能。
⑶当合外力对物体做正功时,W>0,E k2>E k1,动能增加;当合外力对物体做负功时,W<0,E k2<E k1,动能减小。
例题1:汽车在水平的高速公路上做匀加速直线运动,通过100m 的距离后,速度由10m/s 增加到30m/s,汽车的质量为2×103kg,汽车前进时所受的阻力为车重的0.2倍,求汽车牵引力的大小。
分析:⒈汽车初速度多少,末速度多少?⒉汽车受哪几个力,方向如何?这几个力是否都做功?⒊能否采用动能定理求解求解?思考讨论:1 当力对物体做正功时,物体动能如何变化?2 当力对物体做负功时,物体动能如何变化?学生分组讨论:力做正功,物体动能增大,力做负功,物体动能减少。
1.汽车初速度为10m/s,末速度为30m/s2.汽车受重力G、支持力FN、牵引力F 和阻力f,其中W G=0,W F N=0,W F=FL,W f=-kmgL.解法一:汽车受到重力G、支持力F N、牵引力F 和阻力f 作用,这四个力做的功分别为W G=0,W F N=0,W F=FL,W f=-kmgL.据动能定理得:代入数据得:F=1.2×104N1.汽车初速度为10m/s,末速度为30m/s2.汽车受重力G、支持力FN、牵引力F 和阻力f,其中W G=0,W F N=0,W F=FL,W f=-kmgL.引导学生分析题意,并用动能定理进行求解。
21222121mvmvW-=21222121mvmvkmgLFL-=-解法二:设汽车做匀加速直线运动,受到重力、支持力、牵引力、阻力作用。
高中物理7.7动能和动能定理学案人教版必修2
第七节动能和动能定理(一)知识与技能 1.掌握动能的概念,知道动能的符号、单位和表达式,会计算物体的动能。
2.能从牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理,理解动能定理的物理意义。
3.掌握应用动能定理的解题步骤,会进行有关问题的分析与计算。
4.会对物体全过程应用动能定理求解有关问题,会应用动能定理和其他物理规律综合求解有关问题。
(二)过程与方法 理解做功的过程就是能量转化或转移的过程。
1.请回忆动能的定义:物体__________________________________叫做动能。
2.力对物体做的功与物体速度变化的关系是__________________ 3.一物体受水平拉力作用,在粗糙的水平面上运动,下列哪些说法正确( ) A.如果物体做加速直线运动,合力一定对物体做正功 B.如果物体做减速直线运动,合力一定对物体做负功 C.如果物体做减速直线运动,合力也可能对物体做正功 D.如果物体做匀速直线运动,合力一定对物体做正功 1.阅读课本“动能的表达式”,推导动能定理,掌握动能的概念: (1)推导动能定理:(光滑水平面) 由牛顿第二定律可知:F =______________① 由运动学规律可知:_____________________即 l =____________________ ②力F 做的功 W =_________ ③ 将①②代入③得 W =_____________________ 也就是 W =_____________________ ④(2)动能的表达式:_______________,单位:________,是_______量。
2.阅读课本“动能定理”,明确以下知识:(1)动能定理的内容:_____________________________________________。
(2)动能定理的表达式:____________________(3)动能定理不仅适用于恒力做功和直线运动,也适用于___________________ 3. 做做“例题”和“问题与练习”。
高中物理7.7动能和动能定理教案新人教版必修2
问题 2:当合力对物体做负功时,物体动能如何变化
?
(当合力对物体做负功时,末动能小于初动能,动能减少)
5.动能定理的适用条件
当物体受变力作用, 或做曲线运动时, 我们仍可采用过去的方法, 把过程分解成许多小 段,认为物体在每小段运动中受到的是恒力,运动的轨迹是直线,这样也能得到动能定理。
所以, 动能定理既适合于恒力做功, 也适合于变力做功, 既适用于直线运动,也适用于 曲线运动。
1.合外力所做的功等于物体动能的变化
2. W
EK2
E K1或 W
1 m
2 2
1 m
2 1
2
2
3
①确定研究对象及运动过程
②受力分析,并确定各个力所做的功
③明确初、末状态的动能
④列方程求解,对结果进行必要的讨论说明
用心
爱心
专心
4
处,若在 A处的速度为 A , B处速度为 B ,则 AB的水平距离为多大?
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.
解: A到 B 过程中,物体受水平恒力 F,支持力 FN和重力 mg
的
作用.三个力做功分别为 Fs, 0 和 - mg( h2- h1) ,所以动能定
理
写为: Fs mg h2 h1
1 173
2
2
②课本第 21 页“问题与练习”第 1 题
7.2
10 3
2
J= 4.48
× 109J
三.动能定理
1.若用 Ek 来表示物体的动能,那么刚才得到的表达式可以改写为:
W= Ek2- Ek1
2.学生叙述上式中各个字母所表示的物理量:
W 表示 合力对物体所做的功;
云南省高中物理《7.7动能和动能定理》教案 新人教版必修2
云南省高中物理《7.7动能和动能定理》教案 新人教版必修2一、内容及其解析1、内容:a.能从牛顿第二定律和运动学公式导出动能定理.b.运用动能定理求变力所做的功.c.理解做功的过程就是能量转化或转移的过程.2、解析:动能定理是解决动力学问题的三个基本规律之一.学习时要掌握它的推导过程,深刻理解表达式中各字母的含义,准确规范的表述动能定理,注意比较它和运动学公式解题的不同点.本节重点难点均是动能定理及其应用,同学们要在应用动能定理解题时认真体会它的价值.二、目标及其解析1.写出动能定理的表达式,理解动能定理的物理意义.2.知道动能定理也可用于变力做功和曲线运动的情景.3.会用动能定理解决单个物体的有关问题.三、教学问题诊断分析对初学者来说,动能定理的理解和应用是难点四、教学支持条件分析用理论进行推导、论证和应用动能定理五、教学过程设计1、教学基本流程复习做功和牛顿第二定律→推导力做功与动能变化量间的关系 →得出动能定理 → 练习、小结2、教学情景问题1.一个物体的动能发生变化,速度一定变化吗?若速度发生变化,动能一定变化吗?问题2.你能通过比较动能定理与牛顿运动定律的适用条件,谈谈动能定理的优越性吗?例1:关于物体的动能,下列说法中正确的是( )A.一个物体的动能可能小于零B.一个物体的动能与参考系的选取无关C.动能相同的物体的速度一定相同D.两质量相同的物体,若动能相同,其速度不一定相同设计意图:动能概念的理解解析: 动能是标量,速度是矢量,故D 正确,由公式E k =21mv 2知动能总是大于或等于零,故A 错,因v 的大小与参考系的选取有关,故动能的大小也应与参考系的选取有关.答案为D.误区警示:此类题要注意分析速度的矢量性,而动能是标量.拓展练习1-1: 关于动能的概念,下列说法正确的是( )A.物体由于运动具有的能叫做动能B.运动物体具有的能叫动能C.运动物体的质量越大,其动能一定越大D.速度较大的物体,具有的动能一定较大例2:一人用力把质量为1 kg 的物体由静止向上提高1 m ,使物体获得2 m/s 的速度,则( )A.人对物体做的功为12 JB.合外力对物体做的功为2 JC.合外力对物体做的功为12 JD.物体克服重力做功为10 J 设计意图:动能定理在单过程中的应用解析: 由动能定理得,W 人-mgh=21mv 2-0,故W 人=mgh+21mv 2=1×10×1 J+21×1×22 J=12 J ,A 对,合外力做的功W 合=21mv 2-0=2 J ,故B 对,C 错,物体克服重力做功为W G =mgh=10 J ,故D 对.答案为ABD.思维总结:计算力对物体所做的总功有两种方法,①先求合力,再根据做功的公式求总功;②先求每个力做的功,再求它们的代数和.误区警示:使用动能定理解决问题时一定要牢记等式的左边是力对物体所做的总功,而不是某一个力所做的功,等式右边是动能的变化是末动能与初动能的差.拓展练习2-1: 运动会上,一位学生将5 kg 的铅球以v=10 m/s 的速度水平推出,求这位学生对铅球做了多少功?例3:如图所示,一质量为2 kg 的铅球从离地面2 m 高处自由下落,陷入沙坑中2 cm 深处.求沙子对铅球的平均阻力.(g=10 m/s 2).设计意图:动能定理在多过程中的应用思路分析: 物体运动分两个过程,先是自由落体,然后陷入沙坑减速运动.已知初、末状态的动能和物体运动的位移,应选用动能定理解决.解析: 处理方法有两种:法一: 分段列式:设铅球自由下落到沙面时速度为v ,则由自由落体运动公式,得:v 2=2gH即:v= 2gH =2102⨯⨯ m/s=210 m/s.小球陷入沙坑过程中受重力和阻力作用,设平均阻力为F ,由动能定理得 mgh-Fh=0-21mv 2 即F=(mgh+21mv 2)/h=[2×10×0.02+2×(210)2/2]/0.02 N=2 020 N. 法二: 全程列式:全过程中有重力做功,进入沙中又有阻力做功,所以总功为W 总=mg (H+h )-Fh根据动能定理得:mg (H+h )-Fh=0故F=mg (H+h )/h=2×10×(2+0.02)/0.02 N=2 020 N.答案: 2 020 N思维总结:动能定理不仅适用于一个单一的运动过程也适用于由几个连续进行的不同过程组成的全过程,当物体参与两个以上的运动过程时,既可分阶段分别列式计算求解,也可以对全过程列方程求解,且对全过程列方程更方便,简单.拓展练习3-1: 如图所示,动摩擦因数为μ的粗糙水平面两端连接倾角分别为α、β的两个光滑斜面,一质量为m 的小物块在左边斜面上由静止释放,经粗糙水平面后又冲上右侧斜面,则到物块停止运动时,物块在粗糙水平面上经过的路程共为多少?例4:一质量为m 的小球,用长为l 的轻绳悬挂于O 点,小球在水平力F作用下,从平衡位置P 点很缓慢地移动到Q 点,如图所示,则力F 所做的功为()A.mglcos θB.Flsin θC.mgl(1-cos θ)D.Flcos θ设计意图:用动能定理求变力做功思路分析:因为是一缓慢过程,故小球处于动态的平衡,所以力F应为一变力,所以应由动能定理求解.解析:由动能定理得W F+W G=0又W G=-mgl(1-cos θ)所以W F=mgl(1-cos θ),故应选C.答案为C.思维总结:利用动能定理求变力做功时,可先把变力做功用字母符号表示出来,再结合物体动能变化进行求解.误区警示:本类题要特别注意分析小球在全过程中受几个力作用,有几个力做功,小球受到绳的拉力始终与运动方向垂直不做功.重力做负功而不能认为变力做的功就等于动能的变化.拓展练习4-1:如图所示,物体沿一曲面从A点无初速滑下,滑至曲面的最低点B时,下滑高度为5 m,若物体的质量为1 kg,到B点时的速度为6 m/s,则在下滑过程中,物体克服阻力所做的功为多少?六、目标检测1、物体由于_______而具有的能叫动能.E k=______,动能的单位:国际单位制中是________.2、动能是_______,动能的大小与速度的_______有关,而与速度的_______无关.3、力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中_______.这个结论叫做动能定理.它既适用于恒力做功,也适用于______,既适用于直线运动,也适用于_______.在应用动能定理时还应注意到,外力做正功,物体的动能__________,外力做负功,物体的动能________.配餐作业从下列三组题中任意选择两组题完成,建议选择AB或BCA组题1.假设汽车紧急制动后所受的阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多.当汽车以20 m/s 的速度行驶时,突然制动,它还能继续滑行的距离约为()A.40 mB.20 mC.10 mD.5 m2.放在光滑水平面上的某物体,在水平恒力F的作用下,由静止开始运动,在其速度由零增加到v和由v增加到2v的两个阶段中,F对物体所做的功之比为()A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶43.下列各种物体的运动中,动能保持不变的是()A.物体做匀速直线运动B.物体做匀变速直线运动C.物体做自由落体运动D.汽车的刹车运动4.两个物体质量比为1∶4,速度大小之比为4∶1,则这两个物体的动能之比()A.1∶1B.1∶4C.4∶1D.2∶1设计意图:基础知识练习B组题1.甲、乙、丙三个物体具有相同的动能,甲的质量最大,丙的质量最小,要使它们通过相同的距离后停止运动,则作用在物体的合外力()A.甲的最大B.丙的最大C.都相等D.无法确定2.速度为v 的子弹,恰可穿透一块固定的木板,如果子弹速度为2v ,子弹穿透木板时所受阻力视为不变,则可穿透同样的固定木板( )A.2块B.3块C.4块D.8块3.质量为m 的物体静止在粗糙的水平地面上,若物体受水平力F 的作用从静止起通过位移l 时的动能为E k1,当物体受水平力2F 作用,从静止开始通过相同位移l ,它的动能为E k2,则( )A .E k2=E k1B.E k2=2E k1C.E k2>2E k1D.E k1<E k2<2E k1 4.如图,AB 为41圆弧轨道,BC 为水平直轨道,圆弧的半径为R ,BC 的长度也是R.一质量为m 的物体,与两个轨道间的动摩擦因数都为μ,当它由轨道顶端A 从静止开始下滑,恰好运动到C 处停止,那么物体在AB 段克服摩擦力所做的功为( )A.2mgRB. 2mgR mgR D.(1-μ)mgR5.质点所受的力F 随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上,已知t=0时质点的速度为零,在图示的t 1、t 2、t 3和t 4各时刻中,哪一时刻质点的动能最大( )A.t 1B.t 2C.t 3D.t 4 设计意图:提高学生对基础知识的理解、运用能力C 组题1.一个质点放在光滑水平面上,在水平恒力F 作用下,由静止开始运动,当速度达到v 时,立即换成一个方向相反,大小为3F 的恒力作用,经过一段时间后,质点回到出发点,求质点回到出发点时的速度.2.小球以v 0=4 m/s 的速度从倾角为30°的斜面底端向上滑行,上滑的最大距离l=1 m ,小球的质量m=2 kg ,则小球滑回到出发点时的速度是多少?(g 取10 m/s 2)设计意图:提高部分学生的能力。
高中物理7. 7 动能和动能定律 教案新人教版必修2
7.7 动能和动能定律一、教学目标1. 理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算。
2.理解动能定理及动能定理的推导过程。
3. 知道动能定理的适用条件,知道动能定理解题的步骤。
4. 会用动能定理解决有关的力学问题。
知道用动能定理处理问题的优点。
二、重点难点重点:动能的概念及动能定理难点:.对动能定理的理解和应用三、巩固练习1.关于功和物体动能变化的关系,不正确的是( ) .A.只要有动力对物体做功,物体的动能就增加。
B.只要物体克服阻力做功,它的动能就减少。
C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差。
D.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化。
2.如图所示,汽车在拱型桥上由A匀速率地运动到B,以下说法正确的是( )A.牵引力与摩擦力做的功相等。
B.牵引力和重力做的功大于摩擦力做的功。
C.合外力对汽车不做功。
D.重力做功的功率保持不变。
3.有一个物体甲的质量为m,速度为v,动能为E k。
另一个物体乙的质量为m,速度为-v,动能为Ek′,那么( )A.E k′=-E k B.E k′=E k C.-E k′=E k D.E k′<E k4.一质量为2千克的滑块,以4米/秒的初速在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4米/秒,则在这段时间里水平力做的功为( )A.0 B.8焦 C.16焦 D.32焦5.一人用力踢质量为1千克的皮球,使球由静止以10米/秒的速度飞出。
假定人踢球瞬间对球平均作用力是200牛,球在水平方向运动了20米停止。
那么人对球所做的功为( ) A.500焦 B.50焦 C.200焦D.4000焦6.如图所示,一个质量为m的物体从某一高度自由落下,恰好落在直立于地面的轻质弹簧上。
物体在A处开始接触弹簧,到B处弹簧被压缩到最短,并又将物体弹回。
若弹簧始终处于弹性形变范围内,下列说法中正确的有()A.物体由A到B的过程中,动能逐渐减小。
高中物理第七章7.7动能和动能定理教案必修2
7.7动能和动能定理高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1.如图所示,一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B,A悬挂起来,B穿在一根竖直杆上,两物体均保持静止,不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦,已知绳与竖直杆间的夹角为θ,则物体A、B的质量之比m A︰m B等于( )A.1︰cosθ B.cosθ︰1 C.tanθ︰1 D.1︰sinθ2.如图所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为α和β;a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块,已知所有接触面都是光滑的.现发现a、b沿斜面下滑,而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于()A.Mg+mgB.Mg+2mgC.Mg+mg(sinα+sinβ)D.Mg+mg(cosα+cosβ)3.一简谐横波沿x轴传播,图甲是t=0时刻的波形图,图乙是介质中平衡位置在x=1.5m处a质点的振动图象;b是平衡位置在x=2.5m的质点,则()A.波的传播方向沿x轴正方向B.波的传播速度的大小为1m/sC.t=0时,a的速率比b的大D.t=1s时,b位于平衡位置上方E. 0~1.5s时间内,b沿y轴正方向运动4.如图所示,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态。
现有一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动。
以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图像正确的是()A.B.C.D.5.科研人员常用磁场来约束运动的带电粒子.如图所示,粒子源位于纸面内一边长为a的正方形中心0处,可以沿纸面向各个方向发射速度不同的粒子,粒子质量为m、电荷量为q、最大速度为v,忽略粒子重力及粒子间相互作用,要使粒子均不能射出正方形区域,可在此区域加一垂直纸面的匀强磁场,则磁感应强度的最小值为A.B.C.D.6.示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。
春高中物理 7.7《动能和动能定理》教学设计4 新人教必修2
第7节 动能和动能定理 理解领悟本节课在上节探究功与物体速度变化关系的基础上,进一步从理论上探究动能的表达式,以及做功与物体动能变化间的关系。
要着重理解动能的概念,会用动能定理解决相关的物理问题。
1. 对三个具体问题的分析在本章第1节“追寻守恒量”中,我们已经知道物体由于运动而具有的能量叫做动能。
上一节又探究了功与物体速度变化的关系,物体的动能一定与物体的运动速度的二次方成正比。
那么,动能还与哪些因素有关呢?为了探究动能的表达式,让我们来分析三个具体问题:① 如图5—40所示,在光滑的水平面上,一质量为m 、初速度为v 1的物体在水平拉力F 的作用下,发生的位移为l ,试求该物体的末速度v 2。
解:由牛顿第二定律有 F=ma ,由匀变速直线运动公式有 v 22-v 12=2al ,解得 m Fl v v 2212+=。
② 如图5—41所示,将质量为m 的小球从离地h 高图5—40 图5—411处以初速度v 1竖直向下抛出,所受空气阻力恒为F ,求小球落地时的速度v 2。
解:由牛顿第二定律有 mg -F=ma ,由匀变速直线运动公式有 v 22-v 12=2ah ,解得 m h F mg v v )(2212-+=。
③ 如图5—42所示,用一水平力F 将质量为m 的物块推上倾角为θ的光滑斜面。
物块的初速度为v 1,位移为l ,求物块的末速度v 2。
解:由牛顿第二定律有 F cos θ-mg sin θ=ma ,由匀变速直线运动公式有 v 22-v 12=2al ,解得 m l mg F v v )sin cos (2212θθ-+=。
2. 动能表达式的确立将上述三个具体问题所得的结论适当变换,可依次得到如下的表达式:① 21222121mv mv Fl -=;② 21222121)(mv mv h F mg -=-;③ 21222121)sin cos (mv mv l mg F -=-θθ。
高一物理新人教版必修二学案 7.7 动能和动能定理
7.7 动能和动能定理 学案(人教版必修2)1.物体由于运动而具有的能称为动能,表达式为__________,动能是______量,单位与 功的单位相同,在国际单位制中都是________.2.两个质量为m 的物体,若速度相同,则两个物体的动能________,若动能相同,两 个物体的速度________________.3.力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中____________,这个结论叫动 能定理.表达式为W =________.式中W 为合外力对物体做的功,也可理解为各力对物 体做功的__________,如果外力做正功,物体的动能________;外力做负功,物体的动 能减少.4.动能定理既适用于________运动,也适用于________运动,既适用于________做功, 也适用于________做功.且只需确定初、末状态而不必涉及过程细节,因而解题很方便.5.下列关于运动物体所受合力做功和动能变化的关系正确的是( )A .如果物体所受合力为零,则合力对物体做的功一定为零B .如果合力对物体所做的功为零,则合力一定为零C .物体在合力作用下做变速运动,动能一定发生变化D .物体的动能不变,所受合力一定为零6.关于动能概念及公式W =E k 2-E k 1的说法中正确的是( )A .若物体速度在变化,则动能一定在变化B .速度大的物体,动能一定大C .W =E k 2-E k 1表示功可以变成能D .动能的变化可以用合力做的功来量度【概念规律练】知识点一 动能的概念1.对动能的理解,下列说法正确的是( )A .动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能B .动能不可能为负值C .一定质量的物体,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 .动能不变的物体,一定处于平衡状态2.在下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是( )A .甲的速度是乙的2倍,甲的质量是乙的12B .甲的质量是乙的2倍,甲的速度是乙的12C .甲的质量是乙的4倍,甲的速度是乙的12D .质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动知识点二 动能定理3.关于动能定理,下列说法中正确的是( )A .在某过程中,外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和B .只要有力对物体做功,物体的动能就一定改变C .动能定理只适用于直线运动,不适用于曲线运动D .动能定理既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况4.图1有一质量为m 的木块,从半径为r 的圆弧曲面上的a 点滑向b 点,如图1所示,如果由 于摩擦使木块的运动速率保持不变,则以下叙述正确的是( )A .木块所受的合外力为零B .因木块所受的力都不对其做功,所以合外力的功为零C .重力和摩擦力做的功代数和为零D .重力和摩擦力的合力为零知识点三 动能定理的应用5.一个25 kg 的小孩从高度为3.0 m 的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为 2.0 m /s .取g =10 m /s 2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是( )A .合外力做功50 JB .阻力做功500 JC .重力做功500 JD .支持力做功50 J6.一辆汽车以v 1=6 m /s 的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行x 1=3.6 m ,如果以 v 2=8 m /s 的速度行驶,在同样路面上急刹车后滑行的距离x 2应为( )A .6.4 mB .5.6 mC .7.2 mD .10.8 m【方法技巧练】一、应用动能定理分析多过程问题7.图2物体从高出地面H 处由静止自由落下,不考虑空气阻力,落至地面进入沙坑h 处停止, 如图2所示,求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍.8.图3如图3所示,物体在离斜面底端5 m 处由静止开始下滑,然后滑上由小圆弧(长度忽略) 与斜面连接的水平面上,若斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4,斜面倾角为37°,则物 体能在水平面上滑行多远?二、利用动能定理求变力做功9.如图4所示,图4一质量为m 的小球,用长为L 的轻绳悬挂于O 点,小球在水平拉力F 作用下从平衡位 置P 点缓慢地移到Q 点,此时悬线与竖直方向夹角为θ,则拉力F 做的功为( )A .mgL cos θB .mgL(1-cos θ)C .FL sin θD .FL cos θ参考答案课前预习练1.E k =12mv 2 标 焦耳 2.相同 不一定相同3.动能的变化 E k2-E k1 代数和 增加4.直线 曲线 恒力 变力5.A [物体所受合力为零,则合力做功为零,物体的动能变化为零.但如果物体所受合力不为零,合力对物体做功也可能为零,动能变化为零,如匀速圆周运动.故A 正确.]6.D [速度是矢量,而动能是标量,若物体速度只改变方向,不改变大小,则动能不变,A 错;由E k =12mv 2知B 错;动能定理W =E k2-E k1表示动能的变化可用合力做的功来量度,但功和能是两个不同的概念,有着本质的区别,故C 错,D 正确.]1.ABC [物体由于运动而具有的能叫动能,故A 对;由E k =12mv 2知,B 对;由于速度是矢量,当速度大小不变、方向变化时,动能不变,但动能变化时,速度大小一定改变,故C 对;做匀速圆周运动的物体,其动能不变,但物体却处于非平衡状态,故D 错.]2.CD [由动能的表达式E k =12mv 2知A 、B 错误,C 正确.动能是标量,D 正确.] 3.D4.C [物体做曲线运动,速度方向变化,加速度不为零,合外力不为零,A 错.速率不变,动能不变,由动能定理知,合外力做的功为零,支持力始终不做功,重力做正功,所以重力做的功与阻力做的功代数和为零,但重力和阻力的合力不为零,C 对,B 、D 错.]点评 (1)动能定理反映的是合外力做的功和物体动能变化的关系.(2)速率不变,速度有可能变化.5.A [由动能定理可得合力对小孩做的功W 合=12mv 2=12×25×22 J =50 J 又因为W 合=W G +W f所以W f =W 合-W G =50 J -750 J =-700 J由于支持力的方向始终与速度方向垂直,支持力对小孩不做功.]6.A [急刹车后,车只受摩擦阻力F f 的作用,且两种情况下摩擦力大小是相同的,汽车的末速度皆为零.-F f x 1=0-12mv 21① -F f x 2=0-12mv 22② ②式除以①式得x 2x 1=v 22v 21. 故汽车滑行距离x 2=v 22v 21x 1=(86)2×3.6 m =6.4 m] 点评 对恒力作用下的运动,可以考虑用牛顿运动定律分析.但在涉及力、位移、速度时,应优先考虑用动能定理分析.一般来说,动能定理不需要考虑中间过程,比牛顿运动定律要简单一些.7.H +h h解析 解法一:物体运动分两个物理过程,先自由落体,然后做匀减速运动.设物体落至地面时速度为v ,则由动能定理可得mgH =12mv 2 ① 第二个物理过程中物体受重力和阻力,同理可得mgh -F 阻h =0-12mv 2 ② 由①②式得F 阻mg =H +h h. 解法二:若视全过程为一整体,由于物体的初、末动能均为0,由动能定理可知,重力对物体做的功与物体克服阻力做的功相等,即mg (H +h )=F 阻h解得F 阻mg =H +h h.解析 物体在斜面上受重力mg 、支持力F N1、滑动摩擦力F f1的作用,沿斜面加速下滑,在水平面上减速直到静止.方法一:对物体在斜面上的受力分析如图甲所示,可知物体下滑阶段:F N1=mg cos 37°故F f1=μF N1=μmg cos 37°由动能定理得mg sin 37°·l 1-μmg cos 37°·l 1=12mv 21① 在水平面上的运动过程中,受力分析如图乙所示F f2=μF N2=μm g由动能定理得-μmg ·l 2=0-12mv 21② 由①②两式可得l 2=sin 37°-μcos 37°μl 1=0.6-0.4×0.80.4×5 m =3.5 m. 方法二:物体受力分析同上,物体运动的全过程中,初、末状态的速度均为零,对全过程运用动能定理有mg sin 37°·l 1-μmg cos 37°·l 1-μmg ·l 2=0得l 2=sin 37°-μcos 37°μl 1=0.6-0.4×0.80.4×5 m =3.5 m. 方法总结 应用动能定理解题时,在分析过程的基础上无需深究物体的运动过程中变化的细节,只需考虑整个过程的功及过程始末的动能.若过程包含了几个运动性质不同的分过程,既可分段考虑,也可整个过程考虑.若不涉及中间过程量时,用整个过程分析比较简单.但求功时,有些力不是全过程都作用的,必须根据不同情况分别对待,求出总功.计算时要把各力的功连同符号(正、负)一同代入公式.9.B [小球缓慢移动,时时都处于平衡状态,由平衡条件可知,F =mg tan θ,随着θ的增大,F 也在增大,是一个变化的力,不能直接用功的公式求它的功,所以这道题要考虑用动能定理求解.由于物体缓慢移动,动能保持不变,由动能定理得:-mgL (1-cos θ)+W =0,所以W =mgL (1-cos θ).]方法总结 利用动能定理求变力做的功时,可先把变力做的功用字母W 表示出来,再结合物体动能的变化进行求解.。
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机械能守恒定律
总课时
第23课时
课题
动能和动能定理
课型
习题课
教
学
目
标
知识与技能
1.使学生进一步理解动能的概念,掌握动能的计算式.
2.理解动能定理的确切含义,应用动能定理解决实际问题.
过程与方法
理论联系实际,学习运用动能定理分析解决问题的方法.
情感、态度与价值观
理论联系实际,培养学生对科学研究的兴趣.
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4
2、一质量为2kg的物体,在水平力F=30N的作用下,在光滑的水平面上移动了3m,然后这个水平力变为15N,物体又移动了2m.则物体增加的动能总共是多少?
练习、A、B两物体放在光滑的水平面上,分别在相同的水平恒力作用下,由静止开始通过相同的位移,若A的质量大于B的质量,则在这一过程中:()
A、A获得的动能大
B、B获得的动能大
C、A、B获得的动能一样大
D、无法比较谁获得的动能大
2.光滑水平桌面上有一物体在一水平恒力F作用下,速度由零增加到v和由v增加到2v两阶段水平恒力F所做的功分别为W1和W2,则W1:W2为()
教学
重点
动能定理及其应用.
教学
难点
对动能定理的理解和应用.
学法
指导
精讲精练、
教学
准备
教学
设想
典型例题分析→巩固知识→达标提升
教学过程
师生互动
补充内容或错题订正
任务一知识Leabharlann 顾1.动能的表达式:2.动能定理内容:
3.动能定理解题思路:
类型1:求恒力做功问题
例题1、物体的质量为m,放在一个光滑的水平面上,在一个与水平方向成a角的恒力F的作用下做匀加速直线运动,物体发生的位移为s.在此过程中,恒力F对物体所做的功为,物体动能的变化量为.
A.500焦B.50焦C.200焦D.4000焦
类型4:求两个过程问题
例题4、质量为m的钢球从离坑面高H的高处自由下落,钢球落入沙中,陷入h后静止,则沙坑对钢球的平均阻力F阻大小是多少?
练习1、在平直的公路上汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达v1后立即关闭发动机让其滑行,直至停止,其v-t图像如图7-5-4所示.设运动的全过程中汽车牵引力做的功为W1,克服摩擦力.做的功为W2,那么W1: W2应为( )
A.1:1 B.1:2C.1:3 D.1:4
类型2:求变力做功问题
例题2、一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F作用下,从平衡位置P很缓慢地移动到Q点,如图7-5-2所示,则力F所做的功为( )
A.mglcosθB.mgl(1一cosθ)
C.FlsinθD.Fl(1一cosθ)
练习1质量为20g的子弹,以300m/s的速度水平射入厚度是10mm的钢板,射穿后的速度是100m/s,子弹受到的平均阻力是多大?
2、一颗子弹速度为v时,刚好打穿一块钢板,那么速度为2v时,可打穿几块同样的钢板?要打穿n块同样的钢板,子弹速度应为多大?
类型3:求瞬间力做功问题
例题3、在20m高处,某人将2kg的铅球以15m/s的速度(水平)抛出,那么此人对铅球做的功是多少?
练习、一人用力踢质量为1千克的皮球,使球由静止以10米/秒的速度飞出。假定人踢球瞬间对球平均作用力是200牛,球在水平方向运动了20米停止。那么人对球所做的功为( )