动能定理导学案

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高中物理 4.4《动能定理》导学案 教科版必修

高中物理 4.4《动能定理》导学案 教科版必修

高中物理 4.4《动能定理》导学案教科版必修【学习目标】1、用实验来探究恒力做功与物体动能变化的关系,导出动能定理。

2、理解动能定理,知道动能定理的适用条件,知道用动能定理解题的基本步骤,会用动能定理解决力学问题。

【阅读指导】1、静止在光滑水平面上的物体,质量为1kg,现用一水平推力F=1N,使物体做匀加速直线运动,1s末物体的速度为______m/s,这时物体具有的动能为_________J,这一过程中物体动能增加了_______J;在这1s内物体受到的合力F合=________N,物体在这1s内的位移为______m,合力对物体所做的功W=________J,在这个过程中合力所做的功________物体动能的变化。

2、静止在粗糙水平面上的物体,质量为1kg,物体与水平面的动摩擦因数为0、2,现用一水平推力F=4N,使物体做匀加速直线运动,1s末物体的速度为_________m/s,物体动能增加了__________J,在这个过程中物体发生的位移为__________m,力F 对物体做的功为__________J,摩擦力对物体做的功为________J,物体受到的重力和支持力做功为____,所以,所有力对物体做的功的和为_______J,在该过程中物体受到的合力为_______N,合力的功为_______,在这个过程中合力做的功_________动能的变化。

3、如果物体受到几个力的共同作用,是否合力的功等于动能的变化呢?请依据我们已经学习过的知识进行推导。

4、阅读教材,说说利用动能定理来解力学问题时,应遵循什么步骤?【课堂练习】★夯实基础1、关于做功和物体动能变化的关系,下列说法中正确的是()A、合力对物体所做的功为正,物体的动能就一定增加B、只要有摩擦力对物体做功,物体的动能就一定减少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、外力对物体做功的代数和为负,物体的动能一定减小2、两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,以相同的初动能在同一水平面上滑动,最后都静止,它们滑行的距离是()A、乙大B、甲大C、一样大D、无法比较3、两辆汽车在同一水平路面上行驶,它们的质量之比为m1:m2=1:2,速度之比为v1:v2=2:1,当汽车急刹车后,甲、乙两辆汽车滑行的最大距离为s1和s2,两车与路面的动摩擦因数相同,不计空气阻力,则()A、s1:s2=1:2B、s1:s2=1:1C、s1:s2=2:1D、s1:s2=4:14、质量为m的物体静止在水平面上,在水平力F作用下沿水平面向前滑行s,撤去F后物体在水平面上可继续滑行2s距离后停下,则物体与地面间的动摩擦因数为__________。

《动能 动能定理》 导学案

《动能 动能定理》 导学案

《动能动能定理》导学案一、学习目标1、理解动能的概念,知道动能的表达式及单位。

2、理解动能定理的内容,能用动能定理分析和解决简单的力学问题。

3、掌握运用动能定理解决多过程问题的方法。

二、学习重点1、动能的表达式及动能定理的内容。

2、运用动能定理解决力学问题。

三、学习难点1、动能定理的推导过程。

2、用动能定理处理变力做功和多过程问题。

四、知识回顾1、功的计算:恒力做功:\(W =Fs \cos\theta\)(\(F\)为恒力,\(s\)为位移,\(\theta\)为\(F\)与\(s\)的夹角)合力做功:\(W_{合} = W_{1} + W_{2} + W_{3} +\cdots\)(分别求出各个力做功,再求代数和)2、牛顿第二定律:\(F = ma\)五、新课导入在日常生活中,我们观察到物体的运动速度越大,对外做功的本领就越强。

例如,一辆高速行驶的汽车比一辆缓慢行驶的汽车具有更大的冲击力,能够造成更严重的破坏。

那么,如何定量地描述物体由于运动而具有的这种做功的本领呢?这就引出了我们今天要学习的动能的概念。

六、知识讲解1、动能的概念物体由于运动而具有的能量叫做动能。

思考:动能与哪些因素有关?实验探究:让一个小球从不同高度由静止滚下,撞击同一木块,观察木块移动的距离。

实验现象:小球释放的高度越高,撞击木块后木块移动的距离越远。

结论:物体的质量越大、速度越大,其动能就越大。

2、动能的表达式设物体的质量为\(m\),速度为\(v\),则动能\(E_{k}\)的表达式为:\(E_{k} =\frac{1}{2}mv^{2}\)单位:焦耳(\(J\))3、动能定理(1)内容:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。

(2)表达式:\(W_{合} = E_{k2} E_{k1}\)(\(E_{k2}\)为末动能,\(E_{k1}\)为初动能)(3)推导过程假设一个物体在恒力\(F\)的作用下,沿直线运动,其初速度为\(v_{1}\),经过一段位移\(s\)后,速度变为\(v_{2}\)。

动能和动能定理教案(优秀5篇)

动能和动能定理教案(优秀5篇)

动能和动能定理教案(优秀5篇)动能定理教学设计篇一《动能和动能定理》是高中物理必修2第五章《机械能及其守恒定律》第七节的内容,我从:教材分析、目标分析、教法学法、教学过程、板书设计和教学反思六个纬度作如下汇报:一、教材分析1.内容分析《动能和动能定理》主要学习一个物理概念:动能;一个物理规律:动能定理。

从知识与技能上要掌握动能表达式及其相关决定因素,动能定理的物理意义和实际的应用。

过程与方法上,利用牛顿运动定律和恒力功知识推导动能定理,理解“定理”的意义,并深化理解第五节探究性实验中形成的结论;通过例题1的分析,理解恒力作用下利用动能定理解决问题优越于牛顿运动定律,在课程资源的开发与优化和整合上,要让学生在课堂上切实进行两种方法的相关计算,在例题1后,要补充合力功和曲线运动中变力功的相关计算;通过例题2的探究,理解正负功的物理意义,初步从能量守恒与转化的角度认识功。

在态度情感与价值观上,在尝试解决程序性问题的过程中,体验物理学科既是基于实验探究的一门实验性学科,同时也是严密数学语言逻辑的学科,只有两种方法体系并重,才能有效地认识自然,揭示客观世界存在的物理规律。

2.内容地位通过初中的学习,对功和动能概念已经有了相关的认识,通过第六节的实验探究,认识到做功与物体速度变化的关系。

将本节课设计成一堂理论探究课有着积极的意义。

因为通过“动能定理”的学习,深入理解“功是能量转化的量度”,并在解释功能关系上有着深远的意义。

为此设计如下目标:二、目标分析1、三维教学目标(一)、知识与技能1.理解动能的概念,并能进行相关计算;2.理解动能定理的物理意义,能进行相关分析与计算;3.深入理解W合的物理含义;4.知道动能定理的解题步骤;(二)、过程与方法1.掌握恒力作用下动能定理的推导;2.体会变力作用下动能定理解决问题的优越性;(三)、情感态度与价值观体会“状态的变化量量度复杂过程量”这一物理思想;感受数学语言对物理过程描述的简洁美;2.教学重点、难点:重点:对动能公式和动能定理的理解与应用。

高中物理必修2《动能动能定理》教学设计[优秀范文五篇]

高中物理必修2《动能动能定理》教学设计[优秀范文五篇]

高中物理必修2《动能动能定理》教学设计[优秀范文五篇]第一篇:高中物理必修2《动能动能定理》教学设计一、背景和教学任务简介动能定理是高中物理中十分重要的内容之一,是中学阶段处理功能问题使用频率最高的物理规律。

而在动能定理的运用中要解决的主要问题有两个:一个是初状态、末状态的确定;一个是合外力所做的功的计算。

本节课在上一节对《功和功率》复习课的基础上展开对《动能动能定理》复习课的教学。

希望通过师生对一些实际问题的共同讨论,使学生能根据题意,正确的确定初状态、末状态;在不同情形下用不同的方法计算合外力做功。

希望使学生能加深对动能定理的理解,了解动能定理的一般解题规律,通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解,让学生对功、能关系有比较全面、深刻的认识。

本节课的方法主要是在学生已有知识的基础上,通过学生讨论、教师点拨,然后归纳得出解决一些常见问题的方法,希望对提高学生的分析、理解能力有所帮助。

二、教学目标:知识目标:1、通过一个简单问题的引入让学生回忆动能和能定理的内容;2、理解和应用动能定理,掌握动能定理表达式的正确书写。

3、分析得出应用动能定理解决问题的解题步骤。

4、能熟练应用动能定理解决一定的物理问题。

能力目标:1、能根据功是动能变化的量度关系解决简单的力学问题。

2、理论联系实际,培养学生逻辑思维能力、分析、解决问题的能力;情感目标:通过动能定理的理解和解题应用,培养学生对物理复习课学习的兴趣,牢固树立能量观点,坚定高考必胜信念。

三、重点、难点分析重点、1、本节重点是对动能定理的理解与应用。

2、总功的分析与计算对学生来说始终是个难点,总功的符号书写也是学生出错率最多的地方,应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。

3、通过动能定理进一步复习,让学生学会正确熟练应用动能定理,掌握应用动能定理解题的步骤,这是本节的难点。

四、教学设计思路和教学流程教学设计思想:通过同学们每天都做的踢毽子游戏引入复习内容,然后通过一个热身训练让学生明确应用动能定理解题的步骤,同时教师把规范的解题步骤展示给学生,以便学生能逐渐掌握应用动能定理解题的正确书写。

动能-动能定理导学案(讲课)

动能-动能定理导学案(讲课)

《动能 动能定理》导学案【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,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和转移的过程。

会用动能定理处理单个物体的有关问题。

【知识链接】1、恒力功的计算公式?2、牛顿第二定律的表达式?3、匀变速直线运动位移与速度的关系公式?【自主探究】情景一、起重机匀加速提起质量为m 的物体,加速度为a ,上升高度为h 的过程中,物体的速度由零增加到v .情景二、光滑水平面上一个物体的质量为m,初速度为v1,在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l ,速度增大到v2.情景三、一个质量为m 的物体以速度v 冲上一光滑固定斜面,斜面足够长,物体最终回到斜面底端.问题1、针对以上三个物理过程,分别对物体进行受力分析,位移分析,并求出各个力对物体所做的功以及合力的功?问题2、针对以上三个物理过程中的初、末两个状态的运动状态,即速度的大小进行分析?并根据E k =221mv 分别写出两个状态的表达式? 问题3、分析E k 和v 的大小及方向间的关系?【合作探究】课上完成探究一、力对物体所做的功与物体的动能之间有什么定量的关系?情景:如图所示,光滑水平面上一个物体的质量为m,初速度为v1,在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l ,速度增大到v2,则在这个过程中力F 对物体所做的功W ?结论:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。

这个结论叫做 。

探究二、如果物体受多个力的作用时,合力做的功与动能有什么关系?情景:粗糙水平面上一个物体的质量为m,初速度为v1,在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l ,速度增大到v2,其过程中受到的摩擦力为f ,推导合力所做的功与动能的关系?练习一、改变汽车的质量和速度,都可能使汽车的动能发生改变。

《动能定理》 导学案

《动能定理》 导学案

《动能定理》导学案一、学习目标1、理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算。

2、理解动能定理的内容和表达式,知道其适用范围。

3、能够运用动能定理解决简单的力学问题。

二、学习重点1、动能定理的理解和应用。

2、利用动能定理分析多过程问题。

三、学习难点1、动能定理中合外力做功的计算。

2、动能定理与牛顿运动定律的综合应用。

四、知识梳理(一)动能1、定义:物体由于运动而具有的能叫做动能。

2、表达式:$E_{k} =\frac{1}{2}mv^{2}$,其中$m$为物体的质量,$v$为物体的瞬时速度。

3、单位:焦耳(J),$1 J = 1 N·m = 1 kg·m^{2}/s^{2}$4、理解:动能是标量,只有大小,没有方向。

动能具有瞬时性,与某一时刻的速度相对应。

(二)动能定理1、内容:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。

2、表达式:$W_{合} =\Delta E_{k} = E_{k2} E_{k1}$$W_{合}$是合外力做的功,包括重力、弹力、摩擦力等所有力做功的代数和。

$E_{k2}$表示末动能,$E_{k1}$表示初动能。

3、适用范围:既适用于恒力做功,也适用于变力做功。

既适用于直线运动,也适用于曲线运动。

(三)合外力做功的计算1、方法一:若合外力为恒力,合外力做功$W_{合} =F_{合}lcos\alpha$,其中$F_{合}$为合外力的大小,$l$为物体在合外力方向上的位移,$\alpha$为合外力与位移方向的夹角。

2、方法二:若合外力为变力,通常使用以下几种方法:把变力做功转化为恒力做功。

利用动能定理求解。

利用图像法求解,如$F x$图像中图线与$x$轴所围的面积表示力做的功。

五、典型例题例 1:一个质量为$m = 2 kg$的物体,在水平恒力$F = 4 N$的作用下,从静止开始在水平面上运动,经过时间$t = 2 s$,速度达到$v =4 m/s$。

求这段时间内力$F$做的功。

动能定理导学案(教师版)

动能定理导学案(教师版)

《动能和动能定理》导学案要点提示 1、动能(1)定义:物体由于运动而具有的能叫动能. (2)公式:E k =12m v 2.(3)单位:焦耳,1 J =1 N ·m =1 kg ·m 2/s 2. (4)矢标性:动能是标量,只有正值. (5)动能是状态量,因为v 是瞬时速度.课前热身: 1.(2012·苏州模拟)一个小球从高处自由落下,则球在下落过程中的动能( ). A.与它下落的距离成正比 B.与它下落距离的平方成正比 C.与它运动的时间成正比 D.与它运动时间的平方成正比 答案 AD 2.(2012·中山模拟)质量为m 的物体在水平力F 的作用下由静止开始在光滑地面上运动,前进一段距离之后速度大小为v ,再前进一段距离使物体的速度增大为2v ,则( ). A.第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量 B.第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍C.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功D.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍解析 由题意知,两个过程中速度增量均为v ,A 正确;由动能定理知:W 1=12m v 2,W 2=12m (2v )2-12m v 2=32m v 2,故B 正确,C 、D 错误.答案 AB3.一个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 J B .阻力做功500 J C.重力做功500 J D .支持力做功50 J 解析 合外力做的功W 合=E k -0,即W 合=12m v 2=12×25×22 J =50 J ,A 项正确;W G +W 阻=E k -0,故W 阻=12m v 2-mgh =50 J -750 J =-700 J ,B 项错误;重力做功W G =mgh =25×10×3 J =750 J ,C 错;小孩所受支持力方向上的位移为零,故支持力做的功为零,D 错. 答案 A4.如图521所示,一半径为R 的半圆形轨道BC 与一水平面相连,C 为轨道的最高点,一质量为m 的小球以初速度v 0从圆形轨道B 点进入,沿着圆形轨道运动并恰好通过最高点C ,然后做平抛运动.求:图521(1)小球平抛后落回水平面D 点的位置距B 点的距离.(2)小球由B 点沿着半圆轨道到达C 点的过程中,克服轨道摩擦阻力做的功.解析 (1)小球刚好通过C 点,由牛顿第二定律mg =m v 2CR小球做平抛运动,有 2R =12gt 2s =v C t解得小球平抛后落回水平面D 点的位臵距B 点的距离 s =2R(2)小球由B 点沿着半圆轨道到达C 点,由动能定理 -mg ·2R -W f =12m v 2C -12m v 2解得小球克服摩擦阻力做功W f =12m v 20-52mgR 答案 (1)2R (2)12m v 20-52mgR考点一 对动能定理的理解1.动能定理公式中等号的意义等号表明合力做功与物体动能的变化间的三个关系:(1)数量关系:即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系.可以通过计算物体动能的变化,求合力的功,进而求得某一力的功. (2)单位相同:国际单位都是焦耳.(3)因果关系:合外力的功是引起物体动能变化的原因. 2.准确理解动能定理 动能定理⎝⎛⎭⎫W =ΔE k =12m v 2t -12m v 20适用于任何力作用下,以任何形式运动的物体(或系统),是一标量式,不存在方向问题,它把过程量(做功)与状态量(动能)联系在一起,常用于求变力做功、分析复杂运动过程、判断能量间的转化关系等. 【典例1】 如图522所示,图522电梯质量为M ,在它的水平地板上放置一质量为m 的物体.电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动,当上升高度为H 时,电梯的速度达到v ,则在这个过程中,以下说法中正确的是( ). A.电梯地板对物体的支持力所做的功等于m v 22B.电梯地板对物体的支持力所做的功大于m v 22C.钢索的拉力所做的功等于m v 22+MgHD.钢索的拉力所做的功大于m v 22+MgH解析 以物体为研究对象,由动能定理W N -mgH =12m v 2,即W N =mgH +12m v 2,选项B 正确,选项A 错误.以系统为研究对象,由动能定理得:W T -(m +M )gH =12(M +m )v 2,即W T=12(M +m )v 2+(M +m )gH >m v 22+MgH ,选项D 正确,选项C 错误. 答案 BD【变式1】(2012·山东东营)图523人通过滑轮将质量为m 的物体,沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面,物体上升的高度为h ,到达斜面顶端的速度为v ,如图523所示,则在此过程中( ). A.物体所受的合外力做功为mgh +12m v 2B.物体所受的合外力做功为12m v 2C.人对物体做的功为mghD.人对物体做的功大于mgh解析 物体沿斜面做匀加速运动,根据动能定理:W 合=W F -W f -mgh =12m v 2,其中W f 为物体克服摩擦力做的功.人对物体做的功即是人对物体的拉力做的功,所以W 人=W F =W f +mgh +12m v 2,A 、C 错误,B 、D 正确.答案 BD 考点二 动能定理在多过程中的应用 优先考虑应用动能定理的问题 (1)不涉及加速度、时间的问题.(2)有多个物理过程且不需要研究整个过程中的中间状态的问题. (3)变力做功的问题. (4)含有F 、l 、m 、v 、W 、E k 等物理量的力学问题. 【典例2】如图524所示,用特定材料制作的细钢轨竖直放置,半圆形轨道光滑,半径分别为R 、2R 、3R 和4R ,R =0.5 m ,水平部分长度L =2 m ,轨道最低点离水平地面高h =1 m .中心有孔的钢球(孔径略大于细钢轨直径),套在钢轨端点P 处,质量为m =0.5 kg ,与钢轨水平部分的动摩擦因数为μ=0.4.给钢球一初速度v 0=13 m/s.取g =10 m/s 2.求:图524(1)钢球运动至第一个半圆形轨道最低点A 时对轨道的压力. (2)钢球落地点到抛出点的水平距离. 解析 (1)球从P 运动到A 点过程 由动能定理得: mg ·2R -μmg ·L =12m v 21-12m v 20 由牛顿第二定律:F N -mg =m v 21R由牛顿第三定律:F N =-F N ′解得:F N ′=-178 N .故对轨道压力为178 N 方向竖直向下 (2)设球到达轨道末端点速度为v 2,-μmg ·5L -4mgR =12m v 22-12m v 20 解得v 2=7 m/s由平抛运动h +8R =12gt 2x =v 2t解得:x =7 m.答案 (1)178 N 竖直向下 (2)7 m——应用动能定理的解题步骤考点三 用动能定理求变力的功(小专题) 一、状态分析法动能定理不涉及做功过程的细节,故求变力功时只分析做功前后状态即可.【典例3】 如图526所示,图526质量为m 的物体被线牵引着在光滑的水平面上做匀速圆周运动,拉力为F 时,转动半径为r .当拉力增至8F 时,物体仍做匀速圆周运动,其转动半径为r2,求拉力对物体做的功.解析 对物体运用牛顿第二定律得拉力为F 时, F =m v 21r,①拉力为8F 时,8F =m v 22r 2.②拉力做功W =12m v 22-12m v 21=2Fr -12Fr =32Fr . 答案 32Fr二、过程分割法有些问题中,作用在物体上的某个力在整个过程中是变力,但若把整个过程分为许多小段,在每一小段上此力就可看做是恒力.分别算出此力在各小段上的功,然后求功的代数和.即可求得整个过程变力所做的功. 【典例4】 如图527所示,质量为m 的物体静图527 止于光滑圆弧轨道的最低点A ,现以始终沿切线方向、大小不变的外力F 作用于物体上使其沿圆周转过π2到达B 点,随即撤去外力F ,要使物体能在竖直圆轨道内维持圆周运动,外力F 至少为多大?解析 物体从A 点到B 点的运动过程中,由动能定理可得 W F -mgR =12m v 2B ①如何求变力F 做的功呢?过程分割,将AB 划分成许多小段,则当各小段弧长Δs 足够小时,在每一小段上,力F 可看做恒力,且其方向与该小段上物体位移方向一致,有 W F =F Δs 1+F Δs 2+…+F Δs 1+…=F (Δs 1+Δs 2+…+Δs 1+…)=F ·π2R ②从B 点起撤去外力F ,物体的运动遵循机械能守恒定律,由于在最高点维持圆周运动的条件是mg ≤m v 2R ,即在圆轨道最高点处速度至少为Rg .故由此机械能守恒定律得:12m v 2B =mgR +m (Rg )22③ 联立①②③式得:F =5mg π.答案5mgπ三、对象转换法在有些求功的问题中,作用在物体上的力可能为变力,但转换对象后,就可变为求恒力功. 【典例5】 如图528所示,质量为2 kg 的木块套在光滑的竖直杆上,图528用60 N 的恒力F 通过轻绳拉木块,木块在A 点的速度v A =3 m/s 则木块运动到B 点的速度v B 是多少?(木块可视为质点,g 取10 m/s 2)解析 先取木块作为研究对象,则由动能定理得: W G +W T =12m v 2B -12m v 2A ①其中W G =-mg ·AB ,W T 是轻绳上张力对木块做的功,由于力的方向不断变化,这显然是一个变力做的功,对象转换:研究恒力F 的作用点,在木块由A 运动到B 的过程中, 恒力F 的功W F =F (AC -BC ),它在数值上等于W T . 故①式可变形为:-mgAB +F (AC -BC )=12m v 2B -12m v 2A , 代入数据解得vB =7 m/s. 答案 7 m/s课后复习:1.全国中学生足球赛在足球广场揭幕.比赛时,一学生用100 N 的力将质量为0.5 kg 的足球以8 m/s 的初速度沿水平方向踢出20 m 远,则该学生对足球做的功至少为( ). A .200 J B .16 J C .1 000 J D .2 000 J解析 忽略阻力,由动能定理得,学生对足球所做的功等于足球动能的增加量,即W =12m v 2-0=16 J ,故B 正确. 答案 B2.物体在合外力作用下做直线运动的v t 图象如图5-2-9所示.图5-2-9下列表述正确的是( ). A .在0~1 s 内,合外力做正功 B .在0~2 s 内,合外力总是做负功 C .在1~2 s 内,合外力不做功 D .在0~3 s 内,合外力总是做正功解析 由动能定理可知,合外力做的功等于动能的增量,0~1 s 内,速度增加,合外力做正功,A 正确.1~2 s 内动能减小,合外力做负功,0~3 s 内,动能增量为零,合外力不做功,而0~2 s 内,动能增大,合外力做正功,故B 、C 、D 均错. 答案 A3.(2012·安徽卷,16)如图5-2-10所示,在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道,半径OA 水平、OB 竖直,一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力.已知AP =2R ,重力加速度为g ,则小球从P 到B 的运动过程中( ).图5-2-10A .重力做功2 mgRB .机械能减少mgRC .合外力做功mgRD .克服摩擦力做功12mgR解析 小球到达B 点时,恰好对轨道没有压力,只受重力作用,根据mg =m v 2R 得,小球在B点的速度v = gR .小球从P 到B 的过程中,重力做功W =mgR ,故选项A 错误;减少的机械能ΔE 减=mgR -12m v 2=12mgR ,故选项B 错误;合外力做功W 合=12m v 2=12mgR ,故选项C错误;根据动能定理得,mgR -W f =12m v 2-0,所以W f =mgR -12m v 2=12mgR ,故选项D 正确. 答案 D4.(2012·北京卷,22)如图5-2-11所示,质量为m 的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l 后以速度v 飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l =1.4 m ,v =3.0 m/s ,m =0.10 kg ,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h =0.45 m ,不计空气阻力,重力加速度g 取10 m/s 2.求:图5-2-11(1)小物块落地点到飞出点的水平距离s ;(2)小物块落地时的动能E k ; (3)小物块的初速度大小v 0. 解析 (1)由平抛运动规律,有: 竖直方向h =12gt 2,水平方向s =v t ,得水平距离s =2hgv =0.90 m. (2)由机械能守恒定律,动能E k =12m v 2+mgh =0.90 J.(3)由动能定理,有-μmgl =12m v 2-12m v 20,得初速度大小v 0=2μgl +v 2=4.0 m/s.答案 (1)0.90 m (2)0.90 J (3)4.0 m/s 5. 运动员驾驶摩图5-2-8托车所做的腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目.如图5-2-8所示,AB 是水平路面,BC 是半径为20 m 的圆弧,CDE 是一段曲面.运动员驾驶功率始终为9 kW 的摩托车,先在AB 段加速,经过4.3 s 到B 点时达到最大速度20 m/s ,再经3 s 的时间通过坡面到达E 点时关闭发动机水平飞出.已知人的质量为60 kg 、摩托车的质量为120 kg ,坡顶高度h =5 m ,落地点与E 点的水平距离x =16 m ,重力加速度g =10 m/s 2.设摩托车在AB 段所受的阻力恒定,运动员及摩托车可看做质点.求: (1)AB 段的位移大小.(2)摩托车过B 点时对运动员支持力的大小. (3)摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做的功.解析 (1)由功率公式得P =F v m ,到B 点达到最大速度时有F -f =0,由动能定理得Pt 1-fx AB =12(m +M )v 2B ,解得x AB =6 m. (2)在B 点由牛顿第二定律得F N -mg =m v 2mR ,得F N =1 800 N.(3)竖直方向可得t =2h g =1 s ,则在E 点的速度v 0=xt=16 m/s 从B 到E 过程由动能定理得Pt 2-W f -(m +M )gh =12(m +M )v 20-12(m +M )v 2m ,解得W f =30 960 J.答案 (1)6 m (2)1 800 N (3)30 960 J6.如图5-2-12所示,光滑半圆形轨道的半径为R ,水平面粗糙,弹簧自由端D 与轨道最低点C 之间的距离为4R ,一质量为m 可视为质点的小物块自圆轨道中点B 由静止释放,压缩弹簧后被弹回到D 点恰好静止.已知小物块与水平面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度为g ,弹簧始终处在弹性限度内.图5-2-12(1)求弹簧的最大压缩量和最大弹性势能.(2)现把D 点右侧水平面打磨光滑,且已知弹簧压缩时弹性势能与压缩量的二次方成正比.现使小物块压缩弹簧,释放后能通过半圆形轨道最高点A ,求压缩量至少是多少?解析 (1)设弹簧的最大压缩量为x ,最大弹性势能为E p ,对小物块,从B 到D 再压缩弹簧又被弹回到D 的过程由动能定理有mgR -μmg (4R +2x )=0 解得x =0.5R小物块从压缩弹簧最短到返回至D ,由动能定理有E p -μmgx =0 解得E p =0.1mgR .(2)设压缩量至少为x ′,对应的弹性势能为E p ′,则E p ′E p =x ′2x 2小物块恰能通过半圆形轨道最高点A ,则mg =m v 2AR小物块从压缩弹簧到运动至半圆形轨道最高点A ,由动能定理有E p ′-μmg ·4R -2mgR =12m v 2A联立解得x ′=332R . 答案 (1)0.5R 0.1mgR (2)332R。

动能定理第一课时 导学案

动能定理第一课时 导学案

动能定理第一课时 导学案一、动能(E k )和动能的变化(k E ∆)E k = (状态量 过程量)(标量 矢量)=∆k E (标量 矢量)二、动能定理1.定理的推导【例1】.如图,质量为m 的物体放在光滑水平地面上,初速度为v 1,在物体上加一与初速度同向的恒力F ,作用距离L ,使物体加速到v 2,试推导出F L m v 1 v 2之间的关系。

2.定理表达式3.动能定理的简单应用【例2】.倾角θ的斜面长L ,将质量为m 的物体由斜面顶端静止释放。

已知物体与斜面间动摩擦因数为μ(θμtan <),求物体滑至斜面底端时的速度大小。

小结动能定理的解题步骤:□1_________________________________________________ □2_________________________________________________ □3_________________________________________________ □4_________________________________________________ v 1v 2【练习1】.如图所示,一质量为M 的光滑大圆环用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大圆环上的质量为m 的小环(可视为质点)从大圆环的最高处由静止滑下,重力加速度为g .当小圆环滑到大圆环的最低点时,大圆环对轻杆拉力的大小为( )A. Mg-5mgB. Mg+mgC. Mg+5mgD. Mg+10mg(问题1:小环滑到大环底端时的速度大小是多少?)(问题2:小环在最底端时对大环的作用力如何?)(问题3:大环受哪些力?)【练习2】. 质量为m 的物体以一定的初速度从地面高h 处平抛后,沿切线飞入光滑竖直的圆形轨道,恰好通过轨道的最高点.已知轨道半径为R ,重力加速度为g .则( )A. 物体在最高点的速度为0B. 物体在轨道最低点受到的弹力为5mgC. 物体平抛的初动能为mgR 25 D. 物体平抛的初速度为gh gR 254.利用动能定理求变力功【例3】. 在离地面高度为h 处竖直向上抛出一质量为m 的物体,抛出时的速度为v 0,当它落到地面时的速度为v ,用g 表示重力加速度,则在此过程中物体克服空气阻力做的功是多少?【练习3】. 一个质量为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 点缓慢地移动到Q 点,此时轻绳与竖直方向夹角为θ,如图所示,则拉力F 所做的功为 ( )A. mgLcos θB. mgL(1-cos θ)C. FLsin θD. FLcos θ。

77动能和动能定理(导学案)

77动能和动能定理(导学案)

§7、7动能和动能定理【学习目标】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。

【重难点】1、学会运用动能定理解决问题的步骤;2、会用动能定理处理变力做功和曲线运动的问题。

预习案【自主学习】------大胆试一、动能1.定义:物体由于_____而具有的能量。

2.表达式:Ek=____________ ;单位: _____ ,符号______ 。

3.特点:动能是_________(填“矢量”或“标量”),是______(填“过程量”或“状态量”) 。

二、动能定理1.内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中___________。

这个结论叫做动能定理。

2.公式:W=___________=______ 说明:①式中W为____________,它等于各力做功的________。

②如果合外力做正功,物体的________;如果合外力做负功,物体的________。

3.适用范围:不仅适用于________做功和________运动,也适用于________做功和________运动的情况。

课堂探究案【合作探究】------我参与探究点一、动能的表达式设某物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l,速度由v1增加到v2,如图所示,按下面的思路推导力F对物体做功的表达式。

(用m、v1 、v2 表示)1、力F对物体所做的功是多少?2、物体的加速度是多少?22/111smkgmNJ⋅=⋅=3、物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系?4、结合上述三式你能综合推导,得到F 对物体做功的表达式吗?【例题】 1.两个物体质量比为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【例题】2.质量一定的物体( )A .速度发生变化时,动能一定发生变化B .速度发生变化时,动能不一定发生变化C .速度不变时,其动能一定不变D .动能不变时,速度一定不变【针对练习】1.起重机钢索吊着m=1.0×103 kg 的物体以a=2 m/s 2的加速度竖直向上提升了5 m ,钢索对物体的拉力做的功为多少?物体的末动能是多少?(g=10 m/s 2)【小结】对动能的理解:1.相对性:选取不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,一般以地面为参考系。

77动能定理导学案.doc

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导学案:7.7动能定理教师:邰冠华2017.4教学目标1. 使学生进一步理解动能的概念,掌握动能的计算式.2. 结合教学,对学牛•进行探索研究和科学思维能力的训练.3. 理解动能定理的确切含义,应用动能定理解决实际问题.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.新课任务一预习导学一、动能的表达式那么动能与物体的质量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W增大到V2,如图所示.试用牛顿运动定律和运动学公式,推导岀力F对物体做功的表达式.1. 卜'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. 以上说法都不对引导i :从这个式子可以看出「如严很可能是-个 具有特定意义的物理量,因为: 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]二动能定理有了动能的表达式后,前面我们推出的W = — mv\ -丄处:〃就可以写2 ~ 2成W = Ek2—Eki ,其中Ek2表示一个过程的末动能丄川;,Eki 表示一个过程 2 _的初动能丄尬上式表明什么问题呢?请你用文字叙述一下. 2引导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?引导2:那么,动能定理更为一般的叙述方法是什么呢? 引导3:刚才我们推导出来的动能定理,我们是在物体受恒力作用且做 直线运动的情况下推出的.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?任务二典型例题分析例题1、一架喷气式飞机质量为5.0XI03kg,起飞过程中从静止开始滑跑.当位移达到I二5・3X102m时,速度达到起飞速度v=60m/so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.引导1:请同学们把具体的解答过程写出来.(g取10mA2)引导2: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呢?引导3:你能总结一下用动能定理解决问题的一般步骤.例题2. —辆质量为m,速度为V。

动能定理导学案

动能定理导学案

7-7 动能和动能定理预习学案【自主学习】:一、知识回顾:1、恒力做功W=2、怎么求合力做的总功3、重力做功与重力势能变化的关系4、弹力做功与弹性势能变化的关系5、回顾上节课得到的功与速度的关系二、课前预习:思考:如何从理论上推导功与速度的关系第 1 页共5 页第 2 页 共 5 页7-7 动能和动能定理导学案【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,理解动能定理的物理意义。

3.领会与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.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。

【掌握重点】对动能定理的理解和应用.【合作探究】:探究:从理论上探究功与速度的关系设物体的质量为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v 1增加到v 2,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。

一、动能的表达式 质量为m 的物体,以速度v 运动时的动能为 说明:1、在国际单位制中,单位为焦耳,符号J2、动能是标量,只有大小,没有方向练习:1:1970年我国发射的第一颗人造地球卫星,质量为173kg ,运动速度为7.2km/s ,它的动能是多大?221mv E k第 3 页 共 5 页2、质量一定的物体A 、速度发生变化时,动能一定发生变化B 、速度发生变化时,动能不一定发生变化C 、速度不变时,其动能一定不变D 、动能不变时,速度一定不变二、动能定理1、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 即思考:如果物体受到几个力作用,动能定理中的W 表示的物理意义是什么?2、对动能定理的理解(1)、合力做正功,动能 ; 合力做负功,动能 。

(2)、动能定理中的功是合力做的总功求总功的方法①②3、适用范围:既适用于恒力做功,也适用于变力做功;既适用于直线运动,也适用于曲线运动。

《动能定理》 导学案

《动能定理》 导学案

《动能定理》导学案一、学习目标1、理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算。

2、理解动能定理的内容,掌握动能定理的表达式。

3、能够应用动能定理解决简单的力学问题。

二、学习重难点1、重点(1)动能定理的表达式及其推导过程。

(2)应用动能定理解决力学问题的一般步骤。

2、难点(1)动能定理的理解及应用。

(2)合外力做功与动能变化的关系。

三、知识回顾1、功的计算:功等于力与在力的方向上移动的距离的乘积。

表达式为:W =Fs cosθ,其中θ为力与位移方向的夹角。

2、牛顿第二定律:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,表达式为:F = ma 。

四、新课导入在日常生活中,我们经常观察到物体的运动状态发生改变,比如一辆汽车加速行驶,一个小球从高处落下速度越来越快。

那么,是什么原因导致物体的运动状态发生改变呢?又如何定量地描述这种变化呢?这就需要我们引入一个新的物理概念——动能,以及一个重要的规律——动能定理。

五、知识讲解1、动能的概念物体由于运动而具有的能叫做动能。

动能的大小与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,物体的动能就越大。

其表达式为:Ek= 1/2 mv²,其中 m 为物体的质量,v 为物体的瞬时速度。

2、动能定理(1)内容:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。

(2)表达式:W 合=ΔEk = Ek2 Ek1 ,其中 W 合表示合外力做的功,Ek2 表示末动能,Ek1 表示初动能。

(3)推导过程假设一个物体在恒力 F 的作用下,沿直线运动,其初速度为 v1 ,经过一段位移 s 后,速度变为 v2 。

根据牛顿第二定律:F = ma ①根据运动学公式:v2² v1²= 2as ②由①②可得:Fs = 1/2 mv2² 1/2 mv1²,即 W 合=ΔEk 。

3、对动能定理的理解(1)动能定理中的功是合外力做的功,包括重力、弹力、摩擦力等所有力做功的总和。

动能 动能定理导学案

动能 动能定理导学案

动能动能定理导学案学习目标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,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.知道动能定理也可以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。

教学过程:一、复习回顾:1、初中我们曾对动能这一概念有简单、定性的了解,知道物体____ ____而具有的能叫动能,物体的动能跟物体的_______和______有关系。

2、(1)总功的求法:先对物体,方法一法二:两个(2)重力做功与重力势能变化的关系:重力对物体做正功时,物体功能重力对物体做负功时,物体关系(3)弹力做功与弹性势能变化的关系:总结:功是的量度,一种力做功对应一种形式能的变化。

二、新课教学【问题】:如何验证物体的动能与物体的质量和速度的关系?演示实验:让滑块A从光滑的导轨上滑下,与木块B相碰,推动木块做功。

1、让同一滑块从不同的高度滑下,可以看到:高度大时滑块把木块推得远,对木块做的功多。

2、让质量不同的木块从同一高度滑下,可以看到:质量大的滑块把木块推得远,对木块做的功多。

【问题】:动能到底跟质量和速度有什么定量的关系呢?动能的表达式是怎样的?【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?【情景2】:用牛顿运动定律推导寻找功和动能之间的关系:1、质量为m的物体以初速v1=0自由落下,当下落距离为h时,速度为v22、一个初速为v1,质量为m的物体,在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移s,速度增加到v23、一个初速为v1,质量为m的小车,在水平粗糙面上受到摩擦力f的作用下,发生一段位移s,速度减小到v24、一个初速为v 1、质量为m 的小车,在与运动方向相同的恒定外力F 作用下,沿粗糙水平面运动了一段位移s ,速度变为v 2,其过程中受到的摩擦力为f 推导过程: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?结论:从上边推导可得到:合力F 所做的功等于21mv 2这个物理量的变化;又据功和能间关系,合力F 做的功等于物体动能的变化。

动能定理导学案

动能定理导学案

★学习目标(一)知识与技能1、掌握动能的表达式。

2、掌握动能定理的表达式,理解动能定理的确切含义,应用动能定理解决实际问题。

(二)过程与方法1、运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。

2、学习运用动能定理分析解决问题的方法。

(三)情感、态度与价值观通过动能定理的演绎推导,感受成功的喜悦,培养学生对科学研究的兴趣。

★学习重点动能定理及其应用。

★学习难点对动能定理的理解和应用。

★学习过程(一)情景导入:1、什么叫动能?单位是什么?_____________________________________________2、某个力对物体做功就一定对应着某种能量的变化?请举例说明3、当物体的初速度是零时,力对物体所做的功与速度变化的关系是______________________问题思考:“功是能量转化的量度”,通过上节课的探究,你是否感觉到动能可能与什么因素有关?应该怎样定量的表达?引起动能变化的原因是什么?(通过学生举例分析,理解功是能量转化的量度,因为在课堂上经常分析功能转化观念,所以学生理解这句话问题不大)这节课我们就来研究这些问题。

1、动能表达式思考:我们在学习重力势能时,是从哪里开始入手进行分析的?这对我们讨论动能有何启示?_____________________________________________________________ _________________由此可知,使物体速度变化的根本原因是由于物体受到了力的作用而且发生了位移。

(同学们:学习通过知识的迁移,找到探究规律的思想方法,形成良好的思维习惯。

)(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。

因此可通过相应规律来研究做功与物体速度变化的关系。

目标:尝试在以下简化的情景下求出力对物体做功的表达式情景:设物体的质量为m,在光滑的水平桌面上,受到与运动方向相同的恒定外力F的作用,发生一段位移l,速度由v1增加到v2,如图所示。

高中物理必修第二册4.3动能 动能定理-导学案 教科版(2019)

高中物理必修第二册4.3动能 动能定理-导学案 教科版(2019)

1.理论推导:如图所示,质量为m的物体在沿运动方向的合外力作用下发生位移x,速度(2)实验原理:从打出的纸带及拉力F与小车质量的数据进行分析,利用纸带测量数据,过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度a B=1.0m/s2的匀加速直线运动。

已知A的质量mA 和B的质量mg均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数1μ=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数1μ=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2.求(1)物体A刚运动时的加速度aA(2)t=1.0s时,电动机的输出功率P;(3)若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P’=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。

则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?5.如图所示,光滑斜面AB的倾角θ=53°,BC为水平面,BC的长度l BC=1.10 m,CD为光滑的14圆弧,半径R=0.60 m。

一个质量m=2.0 kg的物体,从斜面上A点由静止开始下滑,物体与水平面BC间的动摩擦因数μ=0.20。

轨道在B,C两点光滑连接。

当物体到达D点时,继续竖直向上运动,最高点距离D点的高度h=0.20 m,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。

g取10 m/s2。

求:(1)物体运动到C点时速度大小v C。

(2)A点距离水平面的高度H。

(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。

【达标检测】1.如图所示,长为L 的轻绳一端固定在O 点,另一端系一质量为m 的小球,在最低点给小球一水平初速度v 0,同时对小球施加一大小不变,方向始终垂直于绳的力F ,小球沿圆周运动到绳水平时,小球速度大小恰好也为v 0.则正确的是( )A .小球在向上摆到45°角时速度达到最大B .F =mgC .速度大小始终不变D .F =2mg2.2018年2月13日,平昌冬奥会女子单板滑雪U 形池项目中,我国选手刘佳宇荣获亚军。

第4节 动能 动能定理 第一课时导学案

第4节 动能 动能定理 第一课时导学案

班级姓名日期必修2 第四章机械能和能源第4节动能定理(第1课时)●●●目标导航●●●1、掌握动能的表达式。

2、探究并掌握动能定理的表达式。

3、理解动能定理的确切含义,应用动能定理解决简单问题。

◆◆◆课前预习◆◆◆〖自主学习〗★★★课堂突破★★★〖探究1〗动能表达式:如图所示,质量为m的物体,初速度为v1,在受到与运动方向相同的恒定合外力F 的作用下发生一段位移l,求此时的末速度v2。

一、动能1.定义式:E k=2.单位:焦耳(J) 1 kg.(m/s)2=1 N·m=1 J3.动能是状态量,对于给定的物体(m一定),某状态下的速度的大小决定了该状态下的动能,动能与速度的方向无关。

4.动能是标量。

只有大小,没有方向,且总大于(v≠0时)或等于零(v=0时),不可能小于零(无负值)。

5.动能是相对量(因速度是相对量),参考系不同,速度就不同,所以动能也不同,一般来说都以地面为参考系。

6.动能的变化△E k〖典例1〗父亲和儿子一起溜冰,父亲的质量是60 kg ,运动速度为5 m /s ,儿子的质量是30 kg ,运动速度为8m /s ,试问父亲和儿子谁具有的动能大?【即时训练1】一个物体的速度从0增加到v ,再从v 增加到2v ,前后两种情况下,物体动能的增加量之比为___________。

〖探究2〗动能定理: (一)理论探究有了动能的表达式后,前面我们推出的21222121mv mv W -=,就可以写成12K K E E W -=,其中Ek2表示一个过程的末动能,Ek1表示一个过程的初动能.问题1:公式中的W 表示什么意义?问题2:上式表明什么问题呢?请你用文字叙述一下。

(二)实验验证某同学借用“探究加速度与力、质量之间的定量关系”实验装置来探究合外力做功和动能变化的关系,如图所示,图甲为实验装置简图(交流电的频率为50 Hz) ,实验中,砝码和砝码盘质量为0.02 kg (可认为小车所受拉力为0.2牛顿),小车质量为0.2 kg 。

人教版高一物理必修二8-3动能 动能定理导学案

人教版高一物理必修二8-3动能 动能定理导学案

人教版高一物理必修二8.3动能动能定理导学案【学习目标】1.理解动能的概念及动能定理。

「物理观念」2.经历动能概念的建立过程,提高演绎推理能力,会用动能定理解决力学中的实际问题。

「科学思维」3. 感知生活中动能定理的应用,提高理论与实践相结合的能力。

「科学态度与责任」【自主预习】看课本,充分预习以下内容,带着问题听课,为课堂学习做好准备。

情境展示:子弹射穿物品视频一、感性认知:(实例展示,初步感知)动能的概念:亲身体验:用自己的课本做如下实验,根据感觉体会物体的动能与什么因素有关?(1)同一课本从不同高度下落到自己手上,感觉•••(2)不同质量的课本从同一高度下落到自己手上,感觉•••结论:二.定量探究: 外力做功与动能关系问题情景:磁悬浮列车在牵引力的作用下(不计阻力),速度逐渐增大,列车的动能如何变化?变化的原因是什么?推理:外力做功与动能关系提炼推导:如图所示,物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一段位移l,速度由v1增加到v2,此过程力F做的功为W。

类型一:质量为m 的物体在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l ,速度从v1增加到v2类型二:质量为m 的物体在水平粗糙面上受到摩擦力F f 的作用下发生一段位移l ,速度从v1 减小到v2类型三:质量为m 的物体在与运动方向相同的恒力F 的作用下,沿粗糙水平面运动了一段位移l ,受到的摩擦力为F f ,速度从v1 变为v2尝试找出功与动能之间的关系总结梳理:1.动能表达式:2.动能定理:内容:表达式:适用范围:三、应用解决实际问题例1.一架喷气式飞机,质量 m 为 7.0×104kg,起飞过程中从静止开始滑跑。

当位移l达到2.5×103m 时,速度达到起飞速度 80 m/s。

在此过程中,飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的 1/50 。

g取 10 m/s2,求飞机平均牵引力的大小。

练习1:一架喷气式飞机,质量m=5.0×103kg,起飞过程中从静止开始滑跑。

动能动能定理导学案

动能动能定理导学案

《动能、动能定理》导学案一、教学目标1.掌握恒力作用下动能定理的推导;2.理解动能的概念,并能进行相关计算;3.理解动能定理的物理意义,能进行相关分析与计算;4.体会变力作用下动能定理解决问题的优越性;二、教学重点、难点:重点:对动能公式和动能定理的理解与应用。

难点:通过对动能定理的理解,加深对功、能关系的认识。

教学关键点:动能定理的推导三、教学过程:一、动能1、回忆初中所学知识,什么叫动能?动能的影响因素有:和推导动能定理的表达式:一质量为m的物体在光滑的水平面上,受到与运动方向相同的恒定外力的作用,发生一段位移,速度由V1增加到V2。

试用牛顿运动定律和运动学公式,推导此力所做的功。

2、动能的表达式:二、实验探究:力所做的功与动能的关系(一)、实验方案:在重锤做自由落体运动中探究1、要探究的表达式:2、需要直接测量哪些物理量:需要的测量仪器:特别说明:电火花打点计时器:计时仪器,作用与电磁打点计时器相同,工作电压:(二)、实验步骤:(三)、数据记录及处理:打点频率50Hz,打点周期T= s,重锤质量m= kg,当地重力加速度g=9.8m/s2过程 1 2 3X/mW/JV2/m.s-1V1/ m.s-1EK2/JEK1/J△EK/J发生一段位移,速度由V1增加到V2。

试用牛顿运动定律和运动学公式,推导功和动能的关系并解释汽车启动和刹车过程。

三、动能定理及理解1、表达式:或2、表述:3、理解:应用动能定理解题的思路(1)明确研究对象及所研究的物理过程。

(2)对研究对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些力的功的代数和。

(3)确定始、末状态的动能。

(未知量用符号表示),根据动能定理列出方程(4)求解方程、分析结果典例:一架喷气式飞机,质量m=5×103kg ,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s=5.3×102m时,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量的0.02倍(k=0.02)。

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学案使课堂从“教”为中心转到“学”为中心
动能定理及其应用讲授教案
自主学习 一.通过预习总结动能定理解题步骤: 1. 2. 3. 4. 合作探究 动能定理的综合应用 1.应用动能定理巧求变力的功 如果我们所研究的问题中有多个力做功,其中只有一个力是变力,其 余的都是恒力,而且这些恒力所做的功比较容易计算,研究对象本身的动 能增量也比较容易计算时,用动能定理就可以求出这个变力所做的功。 【例1】一辆车通过一根跨过定滑轮的绳 PQ 提升井中质量为 m 的物 体,如图所示.绳的 P 端拴在车后的挂钩上,Q 端拴在物体上.设绳的总 长不变,绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计.开 始时,车在 A 点,左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的,左侧绳长为 H.提 升时,车加速向左运动,沿水平方向从 A 经过 B 驶向 C.设 A 到 B 的距离 也为 H,车过 B 点时的速度为 vB.求在车由 A 移到 B 的过程中,绳 Q 端 的拉力对物体做的功.
P m 1
B.
P m 2
C.
P (1 2 ) m1 2
D.
P1 2 m(1 2 )
8、质量为 m 的物体从高为 h 的斜面顶端自静止起下滑,最后停在平面上的 B 点,如图所示,若该物体从斜面顶 端以初速度 v 0 沿斜面滑下,则停在平面上的 C 点,已知 AB=BC,则物体在斜面上克服摩擦力所做的功为多少? m h h A h B h C h
3 倍 2
D. 3 倍
6.原来静止在水平面上的物体,受到恒力 F 作用,开始运动,通过的位移为 S,则( ) A.当有摩擦时,力 F 对物体做功多 B.当无摩擦时,力 F 对物体做功多 C.当有摩擦时,物体获得的动能大 D.当无摩擦时,物体获得的动能大 7.质量为 m 的汽车以恒定功率 P 的平直公路上行驶,若汽车匀速行驶的速度为υ 1,当汽车的速度为υ 2 时(υ 2< υ 1)汽车的加速度大小为( ) A.
h 【例 3】如图所示,质量为 m 的钢珠从高出地面 h 处由静止自由下落,落到地面进入 沙坑 h/10 停止,则 (1)钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍? (2) 若让钢珠进入沙坑 h/8, 则钢珠在 h 处的动能应为多少?设钢珠在沙坑中所受平均阻力大小不随深度改变。
四.预习效果自测 1.在同一高度处,将三个质量相同的球 a、b、c 分别以大小相等的速率竖直上抛、竖直下抛和平抛,落在同一水 平面上的过程中,重力做的功及重力功的平均功率的关系是: ( ) A. Wa Wb Wc ,Pb Pc Pa C. Wa Wb Wc ,Pa Pb Pc B. Wa Wb Wc ,Pa P Pc b D. Wa Wb Wc ,Pa Pb Pc
V22 V12 2a

w=
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 2 1 2 mv 2 mv1 2 2
推广: 物体在多个力的作用下、物体在做曲线运动、物体在变力的作用下 注:动能定理表达式是一个标量式,不能在某一个方向上应用动能定理。 【例 1】 一个质量为 m 的物体静止放在光滑水平面上,在互成 60°角的大小相等的两个水平恒力作用下,经 过一段时间,物体获得的速度为 v,在力的方向上获得的速度分别为 v1、v2,那么在这段时间内,其中一个力做的 功为 A.
5.如图所示,质量 m=0.5kg 的小球从距地面高 H=5m 处自由下落,到达地面恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动, 半圆槽半径 R=0.4m。小球到达槽最低点时速率为 10m/s,并继续沿槽壁运动直到从槽右端边缘飞出„„,如此反 复几次,设摩擦力恒定不变,求: (设小球与槽壁相碰时不损失能量) (1)小球第一次离槽上升的高度 h; (2)小球最多能飞出槽外的次数(取 g=10m/s2) 。
3.如图所示,木板长为 l,板的 A 端放一质量为 m 的小物块,物块与板间的动摩擦 因数为μ 。开始时板水平,在绕 O 点缓慢转过一个小角度θ 的过程中,若物块始终保持 与板相对静止。对于这个过程中各力做功的情况,下列说法正确的是 ( ) A、摩擦力对物块所做的功为 mglsinθ (1-cosθ ) B、弹力对物块所做的功为 mglsinθ cosθ C、木板对物块所做的功为 mglsinθ D、合力对物块所做的功为 mgl cosθ 4.质量为 m 的飞机以水平速度 v0 飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度 保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供,不含重 力),今测得当飞机在水平方向的位移为 l 时,它的上升高度为 h,求:(1)飞机受到的 升力大小;(2)从起飞到上升至 h 高度的过程中升力所做的功及在高度 h 处飞机的动能.
v 。 2
B.如果汽车牵引力为原来的二倍,汽车的最大速度为 2 v 。 C.如果汽车的牵引力变为原来的
1 ,汽车的额定功率就变为 45KW。 2
D.如果汽车做匀速直线运动,汽车发动机的输出功率就是 90KW。 5.质量为 m,速度为υ 的子弹,能射入固定的木板 L 深。设阻力不变,要使子弹射入木板 3L 深,子弹的速度应变 为原来的( ) A.3 倍 B.6 倍 C.
临朐实验中学高三年级
编写 人
物理
使用 时间
科学案
审核 人
NO:
张永贵 主任
杨维军
编写 时间 2012-9-6
动能定理及其应用预习教案
一. 学习目标 1.正确理解动能的概念及其特点。 2.能利用动能定理解决有关问题。 二.考纲要求 动能和动能定理 Ⅱ 三.课前预习 《师说》基础自主梳理部分(基础知识填空) 注意: (1)动能是一个状态量,它与物体的运动状态对应.动能是标量.它只有大小,没有方向,而且物体的动能 总是大于等于零,不会出现负值. (2)动能是相对的,它与参照物的选取密切相关.如行驶中的汽车上的物品,对汽车上的乘客,物品动能是 零;但对路边的行人,物品的动能就不为零。 1. 动能定理的推导 物体只在一个恒力作用下,做直线运动 w=FS=m a ×
2.a、b、c 三个物体质量分别为 m、2m、3m,它们在水平路面上某时刻运动的动能相等。当每个物体受到大小相 同的制动力时,它们制动距离之比是: ( ) A.1∶2∶3 B.12∶22∶32 C.1∶1∶1 D.3∶2∶1 3.一个物体自由下落,落下一半时间的动能与落地时动能之比为: ( ) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4 4.汽车的额定功率为 90KW,路面的阻力为 f,汽车行驶的最大速度为 v 。则: ( ) A.如果阻力为 2 f ,汽车最大速度为
有效训练 1.质量为 m 的物体,在距地面 h 高处以 g/3 的加速度由静止竖直下落到地面.下列说法中正确的是( A.物体的重力势能减少 C.物体的机械能减少

1 mgh 3
B.物体的动能增加 D.重力做功
1 mgh 3
1 mgh 3
1 mgh 3
2.质量为 m 的小球用长度为 L 的轻绳系住,在竖直平面内做圆周运动,运动过程中小球受空气阻力作用.已知 小球经过最低点时轻绳受的拉力为 7mg,经过半周小球恰好能通过最高点,则此过程中小球克服空气阻力做的功为 ( ) A.mgL/4 B.mgL/3 C.mgL/2 D.mgL
2.应用动能定理简解多过程问题。 物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的过程(如加速、减速的过程),此时可以分段考虑,也可 以对全过程考虑。 【例 2】 如图所示,斜面足够长,其倾角为 α,质量为 m 的滑块,距挡板 P 为 s0,以初速度 v0 沿斜面上滑, 滑块与斜面间的动摩擦因数为 μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,若滑块每次与挡板相碰均无机 械能损失,求滑块在斜面上经过的总路程为多少?
3.利用动能定理巧求动摩擦因数 【例 3】 如图所示, 小滑块从斜面顶点 A 由静止滑至水平部分 C 点而停止。 已知斜面高为 h,滑块运动的整个水平距离为 s,设转角 B 处无动能损失,斜面 和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同,求此动摩擦因数。
4.利用动能定理巧求机车脱钩问题
【例 4】总质量为 M 的列车,沿水平直线轨道匀速前进,其末节车厢质量为 m,中途脱节,司机发觉时,机车 已行驶 L 的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力。设运动的阻力 与质量成正比, 机车的牵引力是恒定的。 当列车的两部分都停止时, 它们的距离是多少?
课后拓展 《世纪金榜》学生卷
学案使学生从“听众”角色转变为“演员”角色
导读、
导听、
导思、
导做
自学、 自问、 自做、 自练
1 2 mv 6
B.
1 2 mv 4
C. mv
1 3
2
D.
1 2 mv 2
2.对外力做功与动能变化关系的理解: 外力对物体做正功,物体的动能增加,这一外力有助于物体的运动,是动力;外力对物体做负功,物体的动能 减少,这一外力是阻碍物体的运动,是阻力,外力对物体做负功往往又称物体克服阻力做功. 功是能量转化的量 度,外力对物体做了多少功;就有多少动能与其它形式的能发生了转化.所以外力对物体所做的功就等于物体动能 的变化量.即 . 【例 2】 将小球以初速度 v0 竖直上抛,在不计空气阻力的理想状况下,小球将上升到某一最大高度。由于有 空气阻力,小球实际上升的最大高度只有该理想高度的 80%。设空气阻力大小恒定,求小球落回抛出点时的速度大 小 v。
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