贵州省思南中学人教版高中物理必修二7.7《动能和动能定理》教学设计
高中物理必修二教案-7.7动能和动能定理28-人教版
高中物理人教版必修2 第七章第七节《动能和动能定理》教学设计教材分析1.动能定理是解决动力学问题的又一条主线,它比牛顿运动定律的应用更加广泛,更加简便。
2.动能定理是做功与能量转换的关系的核心。
学情分析在实际学习中学生对动能概念的理解较为容易,能够掌握外力对物体做的功与物体动能的变化之间的定性关系,能够理论推导它们之间的定量关系,但真正从深层次理解存在困难。
也不习惯应用动能定理解决动力学问题。
教学课时两课时,第一课时:动能和动能定理的探究及动能定理的理解。
第二课时:动能定理的应用三维目标:知识与技能1.掌握动能和动能定理的探究过程2.动能和动能定理的理解过程与方法1.运用演绎推导方式推导动能和动能定理的表达式。
2. 归纳法证明动能定理的普适性情感态度与价值观1.通过演绎推理及归纳的过程,培养对科学研究的兴趣.2.通过对动能和动能定理的演绎推理及归纳,使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,反映了自然界的真实美3. 体会从特殊到一般的学习方法教学重点动能定理得的探究过程教学难点对动能定理的理解探究过程通过上节“探究功与速度变化的关系”,我们已经了解到一个特殊情形下力对物体的功与物体速度变化的关系,即2,那么动能的表达式中可能包含2v这w v个因子。
本节我们再沿另一条线索探究物体动能的表达式,如果两者能够相互支持,做结论时就多一分把握。
1、猜想:动能跟什么因素有关?(m 、v 、可能还有其他因素)速度一定:质量越大,动能越大;质量一定:速度越大,动能越大。
能否简单的认为是正比关系?2、 从那入手?(类比思想)重力势能的探究从重力做功入手弹性势能的探究从弹力做功入手动能的探究从合力做功入手3、物理情境(1)质量为m 的物体放置在光滑水平面上,在水平恒力F 作用下做匀加速直线运动,在物体发生位移L 的过程中,物体的速度由V 1变为V 2 。
学生探究:根据牛顿第二定律F ma =而22212v v a -=,即22212v v a -= 把F 、的表达式代入W F =,可得F 做的功2221()2ma v v W a-= 也就是 22211122W mv mv =-(2)质量为m 的物体放置在粗糙水平面上,在水平恒力F 作用下做匀加速直线运动,在物体发生位移x 的过程中,物体的速度由V 3变为V 4。
高二物理人教版必修2 7.7动能和动能定理教案
高二物理人教版必修2 7.7动能和动能定理教案(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。
二、动能定理1.动能定理的表述合外力做的功等于物体动能的变化。
(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力,包括重力)。
表达式为K W E 。
动能定理也可以表述为:外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
实际应用时,后一种表述比较好操作。
不必求合力,特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下,只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来,就可以得到总功。
动能定理也建立起过程量(功)和状态量(动能)间的联系。
这样,无论求合外力做的功还是求物体动能的变化,就都有了两个可供选择的途径。
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1v 、2v ,那么在这段时间内,其中一个力做的功为A .216mv B .214mv C .213mv D .212mv解析:在合力F 的方向上,由动动能定理得,212WFs mv ,某个分力的功为21111cos30cos302cos3024F W F s s Fs mv ,故B 正确。
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K WE 。
3.应用动能定理解题的步骤(1)确定研究对象和研究过程。
新人教版必修2高中物理第7章7动能和动能定理教案
7.动能和动能定理[学习目标] 1.知道动能的概念及定义式,会比较、计算物体的动能. 2.理解动能定理的推导过程、含义及适用范围,并能灵活应用动能定理分析问题.(重点) 3.掌握利用动能定理求变力的功的方法.(重点、难点)一、动能的表达式 1.定义物体由于运动而具有的能量. 2.表达式E k =12mv 2.3.单位与功的单位相同,国际单位为焦耳. 1 J =1 kg·m 2·s -2. 4.物理量特点(1)具有瞬时性,是状态量.(2)具有相对性,选取不同的参考系,同一物体的动能一般不同,通常是指物体相对于地面的动能.(3)是标量,没有方向,E k ≥0. 二、动能定理 1.动能定理的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动能的变化.2.动能定理的表达式 (1)W =12mv 22-12mv 21.(2)W =E k2-E k1.说明:式中W 为合外力做的功,它等于各力做功的代数和. 3.动能定理的适用范围不仅适用于恒力做功和直线运动,也适用于变力做功和曲线运动情况.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)两个物体中,速度大的动能也大. (×) (2)某物体的速度加倍,它的动能也加倍. (×) (3)做匀速圆周运动的物体的动能保持不变. (√) (4)外力对物体做功,物体的动能一定增加.(×) (5)汽车在公路上匀速行驶时,牵引力所做的功等于汽车的动能.(×)2.在水平路面上,有一辆以36 km/h 行驶的客车,在车厢后座有一位乘客甲,把一个质量为4 kg 的行李以相对客车5 m/s 的速度抛给前方座位的另一位乘客乙,则行李的动能是( )A .500 JB .200 JC .450 JD .900 J C [行李相对地面的速度v =v 车+v 相对=15 m/s ,所以行李的动能E k =12mv 2=450 J ,选项C 正确.]3.(多选)一物体在运动过程中,重力做了-2 J 的功,合力做了4 J 的功,则( ) A .该物体动能减少,减少量等于4 J B .该物体动能增加,增加量等于4 J C .该物体重力势能减少,减少量等于2 J D .该物体重力势能增加,增加量等于2 JBD [重力做负功,重力势能增加,增加量等于克服重力做的功,选项C 错误,选项D 正确;根据动能定理得该物体动能增加,增加量为4 J ,选项A 错误,选项B 正确.]1(1)是状态量:与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应.(2)具有相对性: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.(3)是标量:只有大小,没有方向;只有正值,没有负值. 2.动能的变化(1)ΔE k =12mv 22-12mv 21为物体动能的变化量,也称作物体动能的增量,表示物体动能变化的大小.(2)动能变化的原因合力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合力做了多少功来度量.3.对动能定理的理解(1)表达式W =ΔE k 中的W 为外力对物体做的总功.(2)动能定理描述了做功和动能变化的两种关系. ①等值关系:物体动能的变化量等于合力对它做的功.②因果关系:合力对物体做功是引起物体动能变化的原因,做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合力做的功来度量.【例1】 一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t 内位移为s ,动能变为原来的9倍.该质点的加速度为( )A.s t 2B.3s 2t 2C.4s t 2D.8s t2 A [质点在时间t 内的平均速度v =st,设时间t 内的初、末速度分别为v 1和v 2,则v =v 1+v 22,故v 1+v 22=s t .由题意知:12mv 22=9×12mv 21,则v 2=3v 1,进而得出2v 1=st.质点的加速度a =v 2-v 1t =2v 1t =st2.故选项A 正确.]动能与速度的三种关系(1)数值关系:E k =12mv 2,速度v 越大,动能E k 越大.(2)瞬时关系:动能和速度均为状态量,二者具有瞬时对应关系.(3)变化关系:动能是标量,速度是矢量.当动能发生变化时,物体的速度(大小)一定发生了变化,当速度发生变化时,可能仅是速度方向的变化,物体的动能可能不变.1.如图所示,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度,木箱获得的动能一定( )A .小于拉力所做的功B .等于拉力所做的功C .等于克服摩擦力所做的功D .大于克服摩擦力所做的功A [受力分析,找到能影响动能变化的是那几个物理量,然后观测这几个物理量的变化即可.木箱受力如图所示:木箱在移动的过程中有两个力做功,拉力做正功,摩擦力做负功,根据动能定理可知即:W F -W f =12mv 2-0,所以动能小于拉力做的功,故A 正确,B 错误;无法比较动能与摩擦力做功的大小,C 、D 错误.故选A.]1.应用动能定理解题的步骤(1)确定研究对象和研究过程(研究对象一般为单个物体或相对静止的物体组成的系统). (2)对研究对象进行受力分析(注意哪些力做功或不做功). (3)确定合外力对物体做的功(注意功的正负).(4)确定物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能). (5)根据动能定理列式、求解. 2.动力学问题两种解法的比较距离l =7.2×102m 时,达到起飞速度v =60 m/s.求:(1)起飞时飞机的动能多大?(2)若不计滑行过程中所受的阻力,则飞机受到的牵引力为多大?(3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为F =3.0×103N ,牵引力与第(2)问中求得的值相等,则要达到上述起飞速度,飞机的滑行距离应为多大?[解析] (1)飞机起飞时的动能E k =12Mv 2代入数值得E k =1.08×107J. (2)设牵引力为F 1,由动能定理得F 1l =E k -0代入数值得F 1=1.5×104N. (3)设滑行距离为l ′,由动能定理得F 1l ′-Fl ′=E k -0整理得l ′=E kF 1-F代入数值,得l ′=9.0×102m.[答案] (1)1.08×107J (2)1.5×104N (3)9.0×102m应用动能定理时注意的四个问题(1)动能定理中各量是针对同一惯性参考系而言的(一般选取地面为参考系).(2)若物体运动的过程包含几个不同的阶段,应用动能定理时,可以分段考虑,也可以将全过程作为一个整体来处理.(3)在求总功时,若各力不同时对物体做功,W 应为各阶段各力做功的代数和.在利用动能定理列方程时,还应注意各力做功的正、负或合力做功的正、负.(4)对于受力情况复杂的问题要避免把某个力的功当作合力的功,对于多过程问题要防止“漏功”或“添功”.2.如图所示,AB 为固定在竖直平面内的14光滑圆弧轨道,轨道的B 点与水平地面相切,其半径为R .质量为m 的小球由A 点静止释放,求:(1)小球滑到最低点B 时,小球速度v 的大小;(2)小球通过光滑的水平面BC 滑上固定曲面,恰达最高点D ,D 到地面的高度为h (已知h <R ),则小球在曲面上克服摩擦力所做的功W f .[解析] (1)小球从A 滑到B 的过程中, 由动能定理得:mgR =12mv 2B -0解得:v B =2gR .(2)从A 到D 的过程,由动能定理可得:mg (R -h )-W f =0-0,解得克服摩擦力做的功W f =mg (R -h ). [答案] (1)2gR (2)mg (R -h )1.质量为2 kg 的物体A 以5 m/s 的速度向北运动,另一个质量为0.5 kg 的物体B 以10 m/s 的速度向西运动,则下列说法正确的是( )A .E k A =E kB B .E k A >E k BC .E k A <E k BD .因运动方向不同,无法比较动能A [根据E k =12mv 2知,E k A =25 J ,E k B =25 J ,而且动能是标量,所以E k A =E k B ,A 项正确.]2.一人用力踢质量为1 kg 的静止足球,使足球以10 m/s 的水平速度飞出,设人踢足球的平均作用力为200 N ,足球在水平方向滚动的距离为20 m ,则人对足球做的功为(g 取10 m/s 2)( )A .50 JB .200 JC .4 000 JD .6 000 JA [人对足球做功的过程只是在踢球的瞬间,球在空中飞行以及在地面上滚动的过程中,都不是人在做功,所以人对足球做功的过程就是足球获得动能的过程.根据动能定义E k =12mv2得,人对足球做的功为50 J .]3.甲、乙两车汽车的质量之比m 1∶m 2=2∶1,它们刹车时的初动能相同,若它们与水平地面之间的动摩擦因数相同,则它们滑行的距离之比s 1∶s 2等于( )A .1∶1B .1∶2C .1∶4D .4∶1B [对两辆汽车由动能定理得:-μm 1gs 1=0-E k ,-μm 2gs 2=0-E k ,s 1∶s 2=m 2∶m 1=1∶2,B 正确.]。
《动能和动能定理》教案
《动能和动能定理》教案《动能和动能定理》教案(通用4篇)《动能和动能定理》教案篇1课题动能动能定理教材内容的地位动能定理是功能关系的重要体现,是推导机械能守恒定律的依据,因此是本章的重中之重。
在整个经典物理学中,动能定理又与牛顿运动定律、动量定理并称为解决动力学问题的三大支柱。
也是每年高考必考内容。
因此学好动能定理对每个学生都尤为重要。
--思路导入新课──探究动能的相关因素(定性)──探究功与动能的关系(推理、演绎)──验证功和能的关系──巩固动能定理教学目标知识与技能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。
3.培养学生探究过程中获取知识、分析实验现象、处理数据的能力。
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.用简单仪器验证复杂的物理规律,培养学生不畏艰辛敢于进取的精神。
4.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。
教学重点1.动能的概念,动能定理及其应用。
2.演示实验的分析。
教学难点动能定理的理解和应用教学资源学情分析学生在初中对动能有了感性认识,在高中要定量分析。
高中生的认识规律是从感性认识到理性认识,从定性到定量。
前期教学状况、问题与对策通过前几节的学习,了解了功并能进行简单的计算初步了解了功能关系。
对物体做的功与其动能的具体关系还不清楚,这就是本节重点解决的问题。
教学方式启发式、探究式、习题教学法、类比法教学手段多媒体课件辅助教学教学仪器斜面、物块、刻度尺、打点计时器、铁架台、纸带动能与质量和速度有关验证动能定理--环节教师活动学生活动设计意图导入新课提问:能的概念功和能的关系引导学生回顾初中学习的动能的概念动能和什么因素有关,动能和做功的关系。
人教版高中物理必修2第七章第7节动能和动能定理(教案)
动能和动能定理(课时1)教学目标知识与技能1、知道动能的定义式,会用动能的定义式进行计算;2、理解动能定理及其推导过程,能用动能定理进行相关分析及计算。
过程与方法1、运用归纳推导方式推导动能定理的表达式;2、对比分析动力学知识和动能定理的应用。
重点 动能的概念;动能定理的理解和应用。
难点 动能定理的理解和应用教学过程:引入:1、实验:探究功与速度变化的关系实验图像(物体初速度为0)(在实验中,橡皮筋做功,物体速度越来越快,动能越来越大;结合功能关系)动能的表达式中可能包含2v2、设某物体的质量m ,在与运动方向相同恒力F 的作用下发生一段位移,速度由V1增加到V2,求这个过程中F 做的功是多少?21222121mv mv w -= ①等式右边两个物理量具有相同的形式221mv ,221mv 很可能是一个具有特定意义的物理量,且这个量的变化量正好等于力的功,由功能关系可推测这个量很可能是能量,那么什么能量与质量、速度有关呢?②同时类比重力势能的定义过程——得出动能定理的概念1.2目的:动能概念引入、通过实验和理论推导两方面去求证动能的表达式。
动能公式:221mv E k = 理解:(1)与质量成正比,与速度的平方成正比;如:①一男生质量为60kg ,某时刻速度为2m/s ,此时该男生的动能;②某一物体质量不变,速度变为原来的2倍;质量变为原来的2倍,速度不变;质量减半,速度变为原来的4倍。
动能如何变化?(2)①是标量,②大小与速度方向无关。
如:①某一物体沿如下各方向以V0抛出,物体的动能大小相等。
有一物体质量为m ,以速度v 做匀速圆周运动,动能如何变化?②求动能和动能变化量小球质量为1kg,s m v s m v /4,/20==第3情景不需求出速度变化量该题目的:重点突破动能的标矢量问题,动能无方向、无正负(3)单位:焦耳(J )动能定理 公式:2122122121mv mv E E w K K -=-= 理解:(1)末动能初动能,:21:21211222mv E mv E k k ==,为动能的变化量12k k E E -,为合力的功w(2)合力所做的功等于物体动能的变化量;(3)合力做正功,动能增加;合力做负功,动能减小。
高中物理人教版必修二7.7【教学设计】《动能和动能定理》
《动能和动能定理》本节主要讲述了动能和动能定理的推导、利用动能定理解题的步骤和方法、应用动能定理解题的优越性三大部分内容。
考虑到初中已学动能概念,课本直接讲述推导动能和动能定理,简明易懂.而后又通过[例题]展示利用动能定理解题的步骤和方法。
最后通过对比得知应用动能定理解题的优越性。
动能定理贯穿整章教材,体现了功能关系,是本章的重点,也是整个高中物理的重点之一,起到承上启下作用,它与初中所学的功和动能概念以及高中所学的功、功和能关系等内容有密切的联系;同时也为今后推导机械能守恒定律等知识奠定了基础。
要求掌握动能表达式、动能定理的物理意义和应用解题步骤和方法。
【知识与能力目标】⑴理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算;⑵理解动能定理及其推导过程;⑶知道动能定理的适用条件,会用动能定理进行计算。
【过程与方法目标】⑴体验实验与理论探索相结合的探究过程。
⑵培养学生演绎推理的能力。
⑶培养学生的创造能力和创造性思维。
【情感态度价值观目标】⑴激发学生对物理问题进行理论探究的兴趣。
⑵激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣,会选择用最优的方法处理问题。
【教学重点】⑴动能概念的理解;⑵动能定理及其应用。
【教学难点】动能定理的推导及对动能定理的理解。
PPT 课件及相关练习一、复习导入回顾探究功与速度变化关系的实验提问1:当v 0=0时,拉力对小车做的功与速度有什么关系?提问2:当v 0≠0时,力对小车做功与速度的变化有什么关系?学生回答后导入:上节课我们通过实验得到了功与速度变化关系。
我们知道物体的动能与质量和速度有关且合外力做功会引起动能的变化。
那么今天我们就从理论推导的角度来寻找动能的表达式及功与速度变化的具体关系式。
二、新课教学理论推导设计情景,建立模型:如图所示,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,速度由v 1增加到v 2。
求从动力学和运动学的角度找出F 在这个过程中做的功与m 、 v 2 、v 1的关系。
必修2《动能和动能定理》教学设计
《动能和动能定理》教学设计第一课时一、教材分析《动能和动能定理》是高中物理(新人教版)必修二的第七章第7节,这一节不仅是《机械能守恒定律》一章的教学重点,也是整个力学的重中之重。
《新课程标准》对本节的要求是:理解动能和动能定理,能用动能定理解释生活和生产中的现象。
本节内容,具有承上启下的作用。
通过本节内容的学习,既深化了对功的概念的理解,又进一步渗透了“功是能量变化的量度”这一思想,拓宽了计算功的思路,也为后面学习机械能守恒定律打下了基础,还引入了用功能关系解决问题的方法。
动能定理作为力学中最重要的规律之一,不仅适用于恒力做功和直线运动问题,也适用于变力做功和曲线运动问题,它的应用更是贯穿于后面几本教材的很多章节,所以必须使学生真正地掌握。
二、学情分析在先前的学习中,多数学生已经认识到某个力对物体做了功就一定对应着某种能量的变化,同时也知道物体由于运动而具有的能量叫做动能,然而他们并不知道动能的表达W 这个结论,隐隐约约地知道动能的表达式式。
经过上一节的探究实验,学生得到2v可能含有2v。
然而,学生也并不清楚做功与动能变化到底有什么样的关系。
对事物的认识从定性到定量,从模糊到清晰,这是学生的心理需求。
但本校是一所普通高中,总体而言学生的学习积极性不高,主动性不强,注意力也不够集中,再加上他们数学基础较差,逻辑思维能力和运算能力较弱,所以,要让学生用牛顿第二定律和运动学公式,加上已经积累的知识和经验推导动能定理的具体内容尚有一定的难度,只能尽力引导。
三、设计思路动能和动能定理一节的内容既是本章以及整个高中物理的重点,教学时应特别重视学生自主合作探究的学习过程。
教材的设计只是从一个已知者的角度重走一遍推理和认识的过程,而要使学生深入理解动能定理,仅仅走一遍过程是完全不够的。
本教学设计从动能的概念入手,由学生通过合作讨论得出外力做功与物体速度的定量关系,进一步观察得出动能和动能定理的表达式。
由一个恒力做功使物体的动能发生变化,得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,然后逐步扩大几个力做功的情况,梯度相对较大,为了突破这个难点,本设计通过引导学生定量分析,使学生在一定程度上理解动能定理中的功表示所有外力对物体所做的总功,并让用自己的语言转述动能定理的内容使其进一步理解。
人教版高一物理必修二教案-7.7动能和动能定理
第七节动能和动能定理(1)教学设计【教学目标】(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。
3、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、理论联系实际,学习运用动能定理分析解决问题的方法。
(三)情感、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。
【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。
【教学方法】推理归纳法、讨论法。
【新课学习】引入新课:通过上节课的探究,我们已经知道了力对物体所做的功与速度变化的关系,那么物体的动能应该怎样表达?力对物体所做的功与物体的动能之间又有什么关系呢?这节课我们就来研究这些问题。
进行新课一、动能表达式教师活动: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?学生活动:学习重力势能时,是从重力做功开始入手分析的。
讨论动能应该从力对物体做的功入手分析。
教师活动:投影简化的情景推导动能定理表达式。
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 对物体做功与速度变化关系表达式。
学生活动:在练习本上独立推导,求出力对物体做功的表达式。
教师活动:投影学生的推导过程。
功的表达式为:提出问题:教材上说“221mv ”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?质量为m 的物体,以速度v 运动时的动能为提出问题:动能是矢量还是标量?国际单位制中,动能的单位是什么?在SI 制中,它的单位与功的单位相同,都是焦耳。
1kg ·m 2/s 2=1N ·m =1J说明:①动能是状态量,与物体的运动状态有关,在动能的表达式中,v 应为对应时刻的瞬时速度;②动能是标量,动能与功一样,只有大小,没有方向,是标量。
《动能和动能定理》教学设计【高中物理必修2(人教版)】
《7.7动能和动能定理》教学设计●教学模式介绍“传递-接受”教学模式源于赫尔巴特的四段教学法,后来由前苏联凯洛夫等人进行改造传入我国。
在我国广为流行,很多教师在教学中自觉不自觉地都用这种方法教学。
该模式以传授系统知识、培养基本技能为目标。
其着眼点在于充分挖掘人的记忆力、推理能力与间接经验在掌握知识方面的作用,使学生比较快速有效地掌握更多的信息量。
该模式强调教师的指导作用,认为知识是教师到学生的一种单向传递的作用,非常注重教师的权威性。
“传递-接受”教学模式的课程环节:复习旧课——激发学习动机——讲授新知识——巩固运用——检查评价——间隔性复习●设计思路说明1.复习旧课1)、功和能的关系是什么?功是能量转化的量度,物体能量变化的多少是用做功的多少来量度,即W=ΔE。
2)、什么是物体的动能?物体的动能与什么因素有关?物体由于运动而具有的能叫动能;物体的动能跟物体的质量和速度有关系。
[导入]物体的动能跟物体的质量、速度有什么关系呢?本节课我们就来研究这个问题.2.激发学习动机思考题: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,分析:1)、飞机的动能如何变化?2)、飞机的动能变化的原因是什么?3.讲授新知识(一)、探究动能表达式(二)动能(三)、动能定理(四)、动能定理的应用4.巩固运用1)、下列说法中,正确的是()A、物体的动能不变,则其速度一定也不变B、物体的速度不变,则其动能也不变C、物体的动能不变,说明物体的运动状态没有改变D、物体的动能不变,说明物体所受的合外力一定为零2)、a、b、c三球自同一高度以相同速率抛出,a球竖直上抛,b球水平抛出,c球竖直下抛。
设三球落地时的速率分别为v a、v b、v c,则().A、v a>v b>v cB、v a=v b>v cC、v a<v b<v cD、v a=v b=v c3)、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多大?4)、将质量m=2 kg的一块石头从离地面H=2 m高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h=5 cm深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力.(g取10 m/s2)5.检查评价总结动能定理解题的优点6.间隔性复习在以后的学习中体现●教材分析通过前几节内容的学习,学生已认识到某个力对物体做了功就一定对应着某种能量的变化。
人教版高一物理必修二教案:7.7动能和动能定理
动能和动能定理教学设计一、教学目标1、知识和技能:⑴.理解动能的概念、符号、单位和表达式⑵.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⑶.领会运用动能定理解题的优越性,会用动能定理处理物体直线和曲线运动实际问题2、过程和方法:⑴.设置问题启发学生思考,让学生掌握解决问题的思维方法⑵.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、情感、态度和价值观:⑴.通过动能定理的推导演绎,培养学生的科学探究的兴趣⑵.激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣,会选择用最优的方法处理问题二、学情分析初中,学生对动能有了感性的认识。
在第一学期物理学习中,学生有运动学和牛顿第二定律的基础。
且通过本章前几节的学习,学生掌握好了功的计算,在第六节实验《探究功与速度变化的关系》的基础上,学生已经知道了当物体v0=0时,合外力做的功W与物体速度的二次方成正比的实验结论。
三、设计思路动能定理是力学中一条重要规律,它反映了外力对物体所做的总功跟物体动能变化量的关系,动能定理贯穿在本章以后的内容中,是本章的教学重点。
学习掌握它,对解决力学问题,尤其是变力做功,时间未知情况下的问题有很大的方便。
本课教学设计的过程为:导入新课──提出动能的概念──动能的变化──推导合外力做的功和动能变化的关系(推理、演绎)得出动能定理──理解好动能定理──动能定理知识应用例1.2.3题(直线,曲线)──方法总结──布置作业四、教学重点、难点1.重点:⑴动能概念的理解⑵动能定理推导及其理解应用2.难点:对动能定理的理解五、教学资源:多媒体课件投影仪六、教学过程化 ( )(4)一定质量的物体动能不变,一定处于平衡状态 ( )过渡:合外力做功W 合和物体动能的变化两者之间有什么关系?二、推导合外力做功W 合与动能变化ΔE k 关系学生分组协作,推导动能定理设计情景:如图所示,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 ,水平面是粗糙的,摩擦力为f,物体的速度由v 1增加到v 2,求合外力做的功W 合和速度变化ΔE k 的关系?选择学生的答案,投影学生的推导过程,归纳,总结得出合外力做的功W 合等于物体动能的变化量ΔE k三、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动能的变化。
7.7 动能和动能定理—人教版高中物理必修二教案
人教版高中物-理必修二7.7动能和动能定理教案一、教学目标知道动能的符号,单位和表达式,会根据动能的表达式计算运动物体的动能;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;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; 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。
教具准备投影仪、多媒体课件二、教学过程(一)引入师:同学们我们都知道物体由于运动而且具有动能,那么动能的具体表达式如何呢?今天我们来学习新的一节《动能定理》。
(二)新课教学师:动能的概念是什么?怎样定义的呢?生:物体由于运动而具有的能叫做动能师:动能的表达式如何?生:212k E mv 师:很好,同学们预习得很到位,我们一起来推导动能的表达式。
在光滑的水平面上有一个质量为m 的物体,在于运动方向相同的水平恒力的作用下发生一段位移,速度由1v 增加到2v 求这个过程中该力所做的功W Fl=F ma=22212al v v =-22211122W Fl mv mv ==-212k E mv =1.物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。
2.动能是标量,是一个状态量,单位是焦耳J 。
(三)动能定理22211122F W mv mv =-21F k K kW E E E =-=∆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合力所做的功等于物体动能的变化量1.222111=22W mv mv -合师:合力做功时动能如何变化?1.合力做正功,0W >合21k k E E >动能↑;2.合力做负功,0W <合21k k E E <动能↓;(四)动能定理的适用范围1.既适用于直线运动,也适用于曲线运动;2.既适用于恒力做功,也适用于变力做功;3.既适用于单个物体,也适用于多个物体;4.既适用于一个过程,也适用于整个过程;巩固训练1.(多选)质量一定的物体()A.速度发生变化时其动能一定变化B.速度发生变化时其动能不一定变化C.速度不变时其动能一定不变D.动能不变时其速度一定不变【答案】:BC【解析】:速度是矢量,速度变化时可能只有方向变化,而大小不变,动能是标量,所以速度只有方向变化时,动能可以不变;动能不变时,只能说明速度大小不变,但速度方向不一定不变,故只有B、C正确。
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;
高中物理人教版 必修二7.7《动能和动能定理》教学设计-精选教育文档
【课题】动能和动能定理(1课时)【教学内容分析】1.课程标准对本节的要求:理解动能的定义和应用动能定理解决问题。
2.教材的地位和作用:本节内容是在上一节探究功与速度变化的关系实验的基础上进一步学习功与能量转化的定量关系。
本节课是普通高中课程标准试验教科书《物理必2》(人民教育出版社出版)第7章第7节。
本节教材目的在于理解动能定理的精髓,是进一步理解功能关系的重要支撑。
3.教材的编写思路:在上节实验的基础上,再以一个实例引入主题,进而推导动能的表达式与动能定理,然后通过实例进一步加深对动能定理的理解和应用。
4. 教材的特点:第一,要求学生熟悉对动能表达式的推导;第二,注重对动能定理的理解;第三,要求学生对研究对象与过程的选取,分析能力;第四,注重运动学知识应用和动能定理应用的区别。
5.教材处理:动能定理是高中物理考纲要求的主干知识,对后面机械能守恒定律和能量守恒定律有重要的启示和铺垫作用,在上节实验的基础上,得出决定动能的相关因素,质量与速度。
再用熟悉的物理情景进行演示实验(测量重力加速度时做过的实验)探究功与动能的定量关系(推理、演绎归纳),最后巩固动能定理。
【教学对象分析】1.学生的兴趣:高一学生经过必修1的物理学习,特别是对牛顿三大定律和万有引力定律的学习,对物理规律解释自然现象表示了深深地叹服,有较强的求知欲和探索精神。
2.学生的知识基础:上节课通过实验明确了做功与速度变化的关系;对功与能的关系有初步的理解,如重力做功会改变物体的重力势能,弹力做功会改变物体的弹性势能等。
3.学生的认识特点:高中生的认识规律是从感性认识到理性认识,从定性到定量。
学生自己推理、归纳教学内容,进行情景分析、创新能力有待训练加强。
【教学目标】1.知识与技能(1)理解动能的概念;(2)知道动能定理物理意义,知道动能定理的适用范围;(3)理解动能定理及其推导过程,会用动能定理进行计算,解决问题。
2.过程与方法(1)通过参与整个探究过程,体验科学研究的方法和艰辛历程。
最新人教版必修二高中物理7.7动能和动能定理教学设计
7 动能和动能定理整体设计动能定理是本章教重点,也是整个力的重点,《课程标准》要求“探究恒力做功与物体动能变化的关系理解动能和动能定理,用动能定理解释生活和生产中的现象”因此,在实际教中要注重全体生的发展,改变本位的观念,注重探究,提倡习方式的多样化、强调过程和方法的习,以培养生的“创新意识、创新精神和实践能力”为根本出发点,激励生“在教过程中的主动习和探究精神”,调动生习的主动性、积极性,促进其个性全面健康地发展和情感态度与价值观的自我体现在实际习中生对动能概念的理解较为容易,能够掌握外力对物体做的功与物体动能的变化之间的定性关系,能够理论推导它们之间的定量关系,但真正从深层次理解存在困难在前几节的习中,生已经建立了一种认识,那就是某个力对物体做功一定对应着某种能量形式的变化本节就寻找动能的表达式因为有前几节的基础,本节可以放手让生自己去推理和定义动能的表达式让生经过感性认识到理性认识的过程,教的起始要求不能太高,要循序渐进,从生活中众多实例出发,通过分析、感受真正体验动能定理的内涵通过实例分析、实验设计、器材选择、动手操作、教师演示等环节,让每一位同都积极参与课堂教,每一位同都能享受成功的喜悦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,得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然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,为了帮助生真正理解动能定理,教师可以设置一些具体的问题,让生寻找物体动能的变化与哪些力做功相对应教重点理解动能的概念;会用动能的定义式进行计算教难点1探究功与物体速度变化的关系,知道动能定理的适用范围2会推导动能定理的表达式课时安排1课时三维目标知识与技能1理解动能的概念2熟练计算物体的动能3会用动能定理解决力问题,掌握用动能定理解题的一般步骤过程与方法1运用演绎推导方式推导动能定理的表达式,体会探究的方法2理论联系实际,习运用动能定理分析解决问题的方法情感态度与价值观1通过演绎推理的过程,培养对研究的兴趣2通过对动能和动能定理的演绎推理,使生从中领略到物理等自然中所蕴含的严谨的逻辑关系,反映了自然界的真实美教过程导入新课视频导入利用大屏幕投影展示风力发电与龙卷风的视频片断,让生观察、自主提问、分组探讨教师引导参考问题:1风力发电是一种重要的节能方法,风力发电的效率与哪些因素有关?2龙卷风给人类带了极大的灾难,龙卷风为什么具有那么大的能量呢?故事导入传说早在古希腊时期(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,应该从哪方面考虑进一步改进?习了本节动能和动能定理,就能够理解这种装置的应用原理问题导入英国传统跑车的代表品牌莲花也是以制造小排量、车体极度轻量化的速度机器而著称一辆莲花E,排量只有18 L,由于重量只有675 g,却可以创造出百公里加速59 的惊人纪录使莲花跑车速度达到100 /需要对它做多少功?如果这一过程是以恒定的额定功率实现的,那么该车发动机的额定功率大约应是多少?推进新课一、动能的表达式功是能量转化的量度,每一种力做功对应一种能量形式的变化重力做功对应于重力势能的变化,弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化,前几节我们习了重力势能的基本内容“追寻守恒量”中,已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能,大家举例说明哪些物体具有动能参案:奔驰的汽车、滚动的足球、摆动的树枝、投出的篮球等运动的物体都具有动能教师引导:重力势能的影响因素有物体的质量和高度,今天我们习的动能影响因素有哪些?通过问题启发生探究动能的影响因素生思考后总结:汽车运动得越快,具有的能量越多,应该与物体的速度有关;相同的速度,载重货车具有的能量要比小汽车具有的能量多,应该与物体的质量有关即动能的影响因素应该是物体的质量和速度问题: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,对木块做的功多师生总结:物体的质量越大,速度越大,它的动能就越大即质量、速度是动能的两个影响因素问题: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? 情景设置一:大屏幕投影问题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? 生讨论并总结回答:1在起飞过程中,飞机的动能越越大,因为飞机的速度在不断增大 2由于牵引力对飞机做功,导致飞机的动能不断增大3据功能关系:牵引力做了多少功,飞机的动能就增大多少由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系,我们可以根据做功的多少,定量地确定动能 情景设置二:大屏幕投影问题,可设计如下理想化的过程模型设某物体的质量为,在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移,速度由v 1增加到v 2,如图所示提出问题:1力F 对物体所做的功是多大? 2物体的加速度是多大?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什么样的式子? 推导:这个过程中,力F 所做的功为W=F 根据牛顿第二定律F=而2122v v -=2,即=av v 22122-把F 、的表达式代入W=F,可得F 做的功W=av v m a 2)(2122-也就是W=21222121mv mv - 根据推导过程教师重点提示:121v 2是一个新的物理量 22221mv 是物体末状态的一个物理量,2121mv 是物体初状态的一个物理量,其差值正好等于合力对物体做的功合力F 所做的功等于这个物理量的变化,所以在物理中就用这个物理量表示物体的动能总结:1物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半 2动能的公式:E=21v 23动能的标矢性:标量 4动能的单位:焦(J )教师引导生分析动能具有瞬时性,是个状态量:对应一个物体的质量和速度就有一个动能的值引导生会从实验现象中思考分析,最终总结归纳出结论同时注意实验方法——控制变量法例 质量为2 g 的石块做自由落体运动,求石块在第1 末、第2 末的动能是多少? 解析:先求出第1 末和第2 末的速度再求出动能值,明确变速运动的物体动能是时刻变化的v 1=g 1=10×1 /=10 /,v 2=g 2=10×2 /=20 /E 1=21v 12=100 J,E 2=21v 22=400 J 答案:100 J 400 J或者先求出石块1 内和2 内的位移,再确定重力做功的对应值,重力做功的值就是石块动能的增加量,即石块的动能值(因为石块的初动能为0),从而进一步理解功是能量转化的量度 二、动能定理课件展示:通过大屏幕投影展示足球运动员踢球的场面,让生观察,运动员用力将足球踢出,足球获得了动能;足球在草地上由于受到了阻力的作用,速度越越小,动能越越小问题:1若外力对物体做功,该物体的动能总会增加吗?2如果物体对外做功,该物体的动能总会减少吗?做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢?推导:将刚才推导动能公式的例子改动一下:假设物体原就具有速度v1,且水平面存在摩擦力f,在外力F作用下,经过一段位移,速度达到v2,如图,则此过程中,外力做功与动能间又存在什么关系呢?外力F做功:W1=F摩擦力f做功:W2=-f外力做的总功为W总=F-f=·2122212221212mvmvavv-=-=E2-E1=ΔE师生总结:外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量其中F与物体运动同向,它做的功使物体动能增大;f与物体运动反向,它做的功使物体动能减少它们共同作用的结果,导致了物体动能的变化生根据课本提供的问题情景,运用牛顿第二定律和运动公式独立推导出外力做功与物体动能变化的关系思维拓展将上述问题再推广一步:若物体同时受几个方向任意的外力作用,情况又如何呢?引导生推导出正确结论并板书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,这个结论叫动能定理用W总表示外力对物体做的总功,用E1表示物体初态的动能,用E2表示末态动能,则动能定理表示为:W总=E2-E1=ΔE分组讨论:根据动能定理的表达形式,提出下列问题,加强对动能定理表达式的理解1当合力对物体做正功时,物体动能如何变化?2当合力对物体做负功时,物体动能如何变化?生总结分析:1当合力对物体做正功时,末动能大于初动能,动能增加2当合力对物体做负功时,末动能小于初动能,动能减少 知识拓展1外力对物体做的总功的理解有的力促进物体运动,而有的力则阻碍物体运动因此它们做的功就有正、负之分,总功指的是各外力做功的代数和;又因为W 总=W 1+W 2+……=F 1·+F 2·+……=F合·,所以总功也可理解为合外力的功2对动能定理标量性的认识定理中各项均为标量,因此单纯速度方向改变不影响动能大小如匀速圆周运动过程中,合外力方向指向圆心,与位移方向始终保持垂直,所以合外力做功为零,动能变化亦为零,并不因速度方向改变而改变 3对定理中“变化”一词的理解由于外力做功可正、可负,因此物体在一运动过程中动能可增加,也可能减少因而定理中“变化”一词,并不表示动能一定增大,它的确切含义为末态与初态的动能差,或称为“改变量”,数值可正,可负 4对状态与过程关系的理解功是伴随一个物理过程而产生的,是过程量;而动能是状态量动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系5对适用条件的理解:动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例2 一架喷气式飞机,质量=50×103 g ,起飞过程中从静止开始滑跑当位移达到=53×102 时,速度达到起飞速度v=60 /在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的002倍求飞机受到的牵引力解法一:以飞机为研究对象,它做匀加速直线运动且受到重力、支持力、牵引力和阻力作用F 合=F-g= ①又v 2-02=2,所以=lv 22②由①和②得F-g=lv m 22F=g+l v m 22=002×5×103×10 N+5×103×22103.5260⨯⨯N=18×104N 解法二:以飞机为研究对象,它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用,这四个力做的功分别为W G =0,W 支=0,W 牵=F ,W 阻=-g 据动能定理得:F-g=21v 2,代入数据,解得F=18×104 N方法比较:解法一是用牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解的,而解法二是用动能定理求解的,那么同们比较一下,这两种解法有什么区别呢?生讨论比较后得到:解法一采用牛顿运动定律和匀变速直线运动的公式求解,要假定牵引力是恒力,而实际中牵引力不一定是恒力解法二采用动能定理求解,因为动能定理适用于变力,用它可以处理牵引力是变力的情况而且运用动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间,因此用它处理问题时比较方便 课堂训练质量为的物体静止在水平桌面上,它与桌面之间的动摩擦因数为μ,物体在水平力F 作用下开始运动,发生位移1时撤去力F ,问物体还能运动多远? 解析:研究对象:质量为的物体研究过程:从静止开始,先加速,后减速至零受力分析、过程草图如图所示,其中g (重力)、F (水平外力)、N (弹力)、f (滑动摩擦力),设加速位移为1,减速位移为2方法一:可将物体运动分成两个阶段进行求解物体开始做匀加速运动位移为1,水平外力F 做正功,f 做负功,g 、N 不做功;初始动能E 0=0,末动能E 1=2121mv根据动能定理:F 1-f 1=2121mv -0又滑动摩擦力f=μN,N=g则:F 1-μg 1=2121mv -0物体在2段做匀减速运动,f 做负功,g 、N 不做功;初始动能E 1=2121mv ,末动能E 2=0根据动能定理:-f2=0-2121mv,又滑动摩擦力f=μN,N=g则:μg2=0-2121mv即F1-μg1-μg2=0-02=mgsmgFμμ1) (-方法二:从静止开始加速,然后减速为零,对全过程进行求解设加速位移为1,减速位移为2;水平外力F在1段做正功,滑动摩擦力f在(1+2)段做负功,g、N不做功;初始动能E=0,末动能E=0 在竖直方向上N-g=0 滑动摩擦力f=μN根据动能定理:F1-μg(1+2)=0-0得2=mgsmgFμμ1) (-方法总结:在用动能定理解题时,如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程,此时可分段研究,也可整体研究;在整体研究时,要注意各分力做功所对应的位移动能定理解题的方法和步骤:(1)确定研究对象;(2)分析物体的受力情况,明确各个力是否做功,做正功还是做负功,进而明确合外力的功;(3)明确物体在始末状态的动能;(4)根据动能定理列方程求解课堂小结本节课主要习了:1物体由于运动而具有的能叫动能,动能可用E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动能是标量,也是状态量3动能定理是根据牛顿第二定律和运动公式推导出的4动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,动能定理中的W 是指所有作用在物体上的外力的合力的功5动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 布置作业教材“问题与练习”第3、4、5题板书设计 7 动能和动能定理⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=-=⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=说明对结果进行必要的讨论,列方程求解)4(末状态的功能,明确初)3(并确定各个力所做的功,受力分析)2(程确定研究对象及运动过)1(:解题步骤.32121或.2体能的变化合外力所做的功等于物.1动能定理)(焦:单位.4是状态量,动能是标量.321公式.2叫动能,能物体由于运动而具有的.1动能理定能动和能动2122122mv mv W E E W J mv E k k k 活动与探究课题:估测自行车受到的阻力目的:自行车仍是我国主要的代步工具,根据动能定理估测自行车行驶过程中所受阻力,既加强对基础知识的理解,又可以使生形成以致用的思想方法:骑自行车时,如果停止用力蹬脚蹬,设此时自行车的速度为v 0,由于受到阻力f 作用,自行车前进一段距离后将会停下,根据动能定理,有-f=02021mv -即阻力f=lm v 220实验中需测出人停止用力后自行车前进的距离,自行车和人的总质量,以及初速度v 0初速度可以通过以下三种方法测得:1在停止用力前,尽可能使自行车做匀速直线运动,通过测量时间和距离,计算出平均速度,以它作为停止用力时的初速度2测出自行车从停止用力到静止时前进的距离和时间,再根据匀减速运动的规律,求出初速度3停止用力时从车上释放一个小石块,测出释放的高度和石块在水平方向通过的距离,即可求得初速度习题详解1解答:动能是原的4倍b 动能是原的2倍c 动能是原的8倍d 动能不变2解答:由动能定理W=E 2-E 1=21(2122v v -)可知,在题目所述的两种情况下,(2122v v -)较大的,需要做的功较多速度由10 /加速到20 /的情况下:(2122v v -)=(202-102)(/)2=300(/)2 速度由50 /加快到60 /情况下:(2122v v -)=(602-502)(/)2=1 100(/)2 可见,后一种情况所做的功比较多3解答:设平均阻力为f ,根据动能定理W=21(2122v v -),有 fc180°=21(2122v v -) f=2322211052102)(2--⨯⨯⨯=-v v s m (3002-1002) N=16×103 N 子弹在木板中运动5 c 时,所受木板的阻力各处不同,题目所说的平均阻力是对这5 c 说的4解答:人在下滑过程中,重力和阻力做功,设人受到的阻力为f ,根据动能定理W=ΔE,W G +W f =221t mv -0 g-f=221t mv解方程得:v=42/≈566 /5解答:设人将足球踢出的过程中,人对球做的功为W ,根据动能定理可知从人踢球到球上升至最大高度的过程中:W G +W=221t mv -0 即-g+W=221t mv W=21×05×202 J+05×10×10 J=150 J 设计点评探究式教是实现物理教目标的重要方法之一,同时也是培养生创新能力、发展生非智力因素的重要途径因此,本节教设计从动能的概念入手就注重对生的引导,使生在探究中提出问题、设计方案、解决问题在操作上,本节教设计注重为生创设一个和谐自由的教氛围在动能的影响因素及动能定理表达式的推导过程中,有师生间的讨论、分析,甚至是相互质疑在探究过程中,重点引导生从外力做功和物体的动能变化量两个方面思考,选择受力情况较为简单,而动能变化量又较容易得到的具体运动形式,同时要考虑误差的大小在解题过程中,让生体会到了运用动能定理解决问题的优点和方法、步骤本节课运用实验探究法,通过质量相同的物体高度的不同和高度相同质量不同的两种情况,得出动能和质量、速度的关系。
人教版必修2物理:7.7 动能和动能的定理 教案设计
动能和动能定理动能包含v 2这个因子,动能还与质量有关,那么它们之间的定量关系是什么?如何证明我们的猜测是否正确?方案一:对上节课实验结果的进一步讨论.引导学生思考,从图像我们能够得到什么启示?我们猜测: 动能的表达式可能是221mv 我们的猜测是否正确?下面我们从理论上进行推导。
方案二:理论推导光滑的水平面上,质量为m 的物体初速度为v 0,在水平恒力作用下匀加速运动,速度达到v t ,求恒力做功?猜想思考,交流,讨论由图一,我们发现,图像斜率是个定值,恰好等于物体质量的一半思考问题并解决问题展示推导结果:22022021122F t F F t W FSv v W maa W mv mv =-==-Excel 表格 ppt培养 学生 处理 实验 数据 的能 力 理论 探究探究动能定理这个关系式是从最简单的情况下得到的,这是普遍规律吗?多个力做功呢、变力做功呢、曲线运动呢,还能否得到相同的规律?分小组探究动能定理:能否得到类似的表达式?情景1:动摩擦因数为μ的粗糙的水平面上,质量为m的物体初速度为v0,在水平恒力F作用下做匀加速运动,经过位移s,速度达到v t。
情景2:在倾角为θ,动摩擦因数为μ粗糙斜面上,质量为m的物体沿斜面加速下滑,从A点到B点在斜面经过了位移为s,A点速度为v0,B点速度为v t。
情景3:在离地高度为h的平台上,一质量为m的物体以速度v0水平抛出做平抛运动,落地时速度为v t。
情景4:在光滑水平面上有一轻弹簧,弹簧的一端固定。
另一自由端拴一小球。
将弹簧拉长后释放小球,小球在弹簧拉力的作用下运动到起始位置时的速度为v t。
(这是一个变力做功的情景,可提示学生将运动过程分成许多小段,每一段可近似处理成匀加速直线运动)展示推导结果:222121mvmvWWtfF-=-smgmg)cossin(θμθ-222121mvmvt-=222121mvmvmght-=nnSFSFSF+++K2211221tmv=ppt f从上面的分析我们可以得到:2201122t W mv mv =-合解读: (1)221mv 是一个具有特殊意义物理量,我们把它定义为动能.历史回顾:布尼茨、托马斯·杨、克里奥利的观点(2) 合外力做的功等于物体动能的改变量,我们把这个规律叫做动能定理.动能定理:(1) 内容:合外力做的功等于物体动能的改变量 (2) 表达式: 2201122t W mv mv =-合(3) 对动能定理的理解:① W 合:合外力做的功θcos S F W 合合=n W W W W +++=K 21合②221t mv 是末动能, 221mv 是初动能, 2022121mv mv t -是动能的改变量. ③由动能定理可知:做功是原因,动能改变是结果,体现了因果关系。
高中物理必修二教案-7.7动能和动能定理25-人教版
《动能和动能定理》学生活动设计一、【教材分析】通过本节的学习,应使学生理解动能定理的推导过程,清楚动能定理的适用条件,应用动能定理解决动力学问题的步骤。
动能和动能定理的学习,可以使学生深入理解功能关系,是高中物理的核心概念之一,也是本章乃至整个力学的重点之一,为其他学科和今后的学习打下基础.二、【预习的布置】三、【教学目标】1、知识与技能①知道动能的定义式,会用动能的定义式进行计算;②理解动能定理及其推导过程,知道动能定理的适用范围。
2、过程与方法①运用归纳推导方式推导动能定理的表达式;②对比分析动力学知识与动能定理的应用。
3、情感态度与价值观通过动能定理的归纳推导,培养学生对科学研究的兴趣。
四、【学生能力发展目标】1.在驱动性问题的指引下,根据物理情景,学生自主推导出动能及动能定理的表达式。
2.通过推导过程的体验,结合预习,学生自主总结出动能的定义、表达式、单位、标矢性,并能说出表达式中各物理量的含义、动能定理的内容;3.通过对标杆题的学习,小组合作交流,归纳总结出使用动能定理解决实际问题的解题方法及其思维导图。
五、【教学重难点】1、重点:动能的概念和表达式、动能定理的理解和应用2、难点:动能定理的理解和应用。
六、【授课类型】新授课(第一课时)七、【学生活动设计】(教学过程)引入课题、出示能力发展目标;学生回顾初中知识回答:1、什么是物体的动能?2、动能的大小与哪些因素有关?播放视频:感受水的动能提出问题:动能的表达式究竟该怎么书写呢?学生回顾前两节的知识回答:1、我们通过探究什么力做功得到了重力势能的表达式?2、我们通过探究什么力做功得到了弹性势能的表达式?3、通过上一节的实验探究,我们还猜想动能的表达式中可能含有v²这样的因子。
提出猜想:那动能的表达式会不会也可以通过探究某种力做功得到呢?【学生活动一】探究动能的表达式及动能定理的内容物理情景1:给质量为m的物块施加一个恒力F,使物块在光滑水平面上做匀加速直线运动,在物块速度由v1变为v2的过程中,求:(1)物块的位移L;(2)合外力对物块做的功;(学生独立完成,教师巡视,督促指导。
人教版高一物理必修二教案7.7动能和动能定理
7.7 动能和动能定理一、学情分析在实际学习中学生对动能概念的理解较为容易,能够掌握外力对物体做的功与物体动能的变化之间的定性关系,能够理论推导它们之间的定量关系,但真正从深层次理解存在困难。
在前几节的学习中,学生已经建立了一种认识,那就是某个力对物体做功一定对应着某种能量形式的变化。
本节就来寻找动能的表达式。
因为有前几节的基础,本节可以放手让学生自己去推理和定义动能的表达式。
让学生经过感性认识到理性认识的过程,教学的起始要求不能太高,要循序渐进,从生活中众多实例出发,通过分析、感受真正体验动能定理的内涵。
二、教学目标1.知识与技能(1)理解动能的概念,能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能的表达式。
(2)知道动能的符号、单位和表达式,理解动能定理的物理意义。
(3)会用动能定理处理单个物体的有关问题,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。
2. 过程与方法(1)运用小组合作方式推导动能的表达式,体会科学探究的方法。
(2)理论联系实际,学习运用动能定理分析解决问题的方法。
3. 情感态度价值观(1)通过演绎推理的过程,培养对科学研究的兴趣。
(2)通过对动能和动能定理的演绎推理,使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,反映了自然界的真实美。
三、教学重难点1、重点:能从牛顿第二定律和运动学公式导出动能的表达式。
2、难点:理解动能定理的内涵,会用动能定理处理有关问题。
四、教学方法教师启发引导教学与探究法相结合,并辅以推理归纳法、讲授法、问题串法等。
五、教学设计环节教师活动学生活动设计意图一、引入新课视频导入:利用大屏幕投影展示日本海啸与子弹射穿香蕉的视频片断,让学生观察。
教师引导参考问题:1. 海啸给人类带来了极大的灾难,为什么海啸具有那么大的破坏力?2. 子弹虽小,为什么能射烂香蕉?学生谈谈自己对视频的看法。
激发学习兴趣,引出动能的概念。
下由v 1增加到v 2的? (2)写出含有m 、v 1、v 2的相应功的表达式。
高中物理(新人教必修二)教学设计:7.7《动能和动能定理》说课
《动能动能定理》说课稿物理组蓝炯武教材分析1、内容与地位本节主要讲述了动能和动能定理的推导、利用动能定理解题的步骤和方法、应用动能定理解题的优越性三大部分内容。
考虑到初中已学动能概念,课本直接讲述推导动能和动能定理,简明易懂.而后又通过[例题]展示利用动能定理解题的步骤和方法.最后通过对比得知应用动能定理解题的优越性。
动能定理贯穿整章教材,体现了功能关系,是本章的重点,也是整个高中物理的重点之一,起到承上启下作用,它与初中所学的功和动能概念以及高中所学的功、功和能关系等内容有密切的联系;同时也为今后推导机械能守恒定律等知识奠定了基础。
要求掌握动能表达式、动能定理的物理意义和应用解题步骤和方法。
2、教学目标根据我对教材的理解、结合我校学生的实际情况,符合有效课堂教学之“2/3”模式、体现高效、互动的课改理念,以促进全体学生发展为目的。
从知识与技能、过程与方法,情感态度与价值观三个方向培养学生,拟定三个教学目标:(一)知识与技能1.理解动能概念、动能定理的物理意义,领会功和能关系,2.知道利用动能定理解题的方法,掌握解题步骤。
3.深化性理解W的物理含义,区别共点力作用下合W的表述形式;合(二)过程与方法1.通过自主和合作探究掌握恒力作用下动能定理的推导,培养科学研究兴趣;2.体会变力作用下或曲线运动中动能定理解决问题的优越性,培养追求卓越;(三)情感态度与价值观1.通过合作探究、课堂讨论树立学生的合作意识和团队精神。
2.通过动能定理的演绎推导,学会把前后所学知识融会贯通思维习惯。
3.通过运用动能定理分析解决问题,感受成功的喜悦。
3、教学的重点和难点重点:对动能公式和动能定理的理解与应用,难点:动能定理的推导,正确认识功、能的关系.解决办法:1、为了使学生对动能定理印象深刻,可建议学生课前独立推导这一定理,并提前完成教学案里的预习自测,。
2、动能定理中总功的分析与计算确定比较困难,应通过多个例题掌握利用动能定理解题的方法,掌握解题步骤,逐步提高学生从能量观点解题能力,不是仅从解题的角度强调动能定理而已。
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高一物理示范课动能和动能定理整体设计动能定理是本章教学重点,也是整个力学的重点,《课程标准》要求“探究恒力做功与物体动能变化的关系.理解动能和动能定理,用动能定理解释生活和生产中的现象”.因此,在实际教学中要注重全体学生的发展,改变学科本位的观念,注重科学探究,提倡学习方式的多样化、强调过程和方法的学习,以培养学生的“创新意识、创新精神和实践能力”为根本出发点,激励学生“在教学过程中的主动学习和探究精神”,调动学生学习的主动性、积极性,促进其个性全面健康地发展和情感态度与价值观的自我体现.
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.探究功与物体速度变化的关系,知道动能定理的适用范围.
2.会推导动能定理的表达式.
课时安排 1课时
三维目标
知识与技能
1.理解动能的概念.
2.熟练计算物体的动能.
3.会用动能定理解决力学问题,掌握用动能定理解题的一般步骤.过程与方法
1.运用演绎推导方式推导动能定理的表达式,体会科学探究的方法.
2.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
1.通过演绎推理的过程,培养对科学研究的兴趣.
2.通过对动能和动能定理的演绎推理,使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,反映了自然界的真实美.
教学过程
导入新课
视频导入
利用大屏幕投影展示风力发电与龙卷风的视频片断,让学生观察、自主提问、
分组探讨.
教师引导参考问题:1.风力发电是一种重要的节能方法,风力发电的效率与哪些因素有关?
2.龙卷风给人类带来了极大的灾难,龙卷风为什么具有那么大的能量呢?
故事导入
传说早在古希腊时期(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,就能够理解这种装置的应用原理.
问题导入
英国传统跑车的代表品牌莲花也是以制造小排量、车体极度轻量化的速度机器而著称.一辆莲花Elise,排量只有1.8 L,由于重量只有675 kg,却可以创造出百公里加速5.9 s的惊人纪录.
使莲花跑车速度达到100 km/h需要对它做多少功?如果这一过程是以恒定的额定功率实现的,那么该车发动机的额定功率大约应是多少?
推进新课
一、动能的表达式
情景设置:大屏幕投影问题,可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.
提出问题:
1.力F 对物体所做的功是多大?
2.物体的加速度是多大?
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21
22v v -=2al,即l=a
v v 22
122-
把F 、l 的表达式代入W=Fl,可得F 做的功W=a
v v m a 2)
(212
2-
也就是W=2
122
2
121mv mv - 根据推导过程教师重点提示:
1.21
mv 2是一个新的物理量. 2.2221mv 是物体末状态的一个物理量,212
1mv 是物体初状态的一个物理量,其差值正好等于合力对物体做的功.合力F 所做的功等于这个物理量的变化,所以在物理学中就用这个物理量表示物体的动能.
总结:1.物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半. 2.动能的公式:E k =
2
1mv 2
. 3.动能的标矢性:标量. 4.动能的单位:焦(J ).
教师引导学生分析动能具有瞬时性,是个状态量:对应一个物体的质量和速度就有一个动能的值.引导学生学会从实验现象中思考分析,最终总结归纳出结论.同时注意实验方法——控制变量法.
例 质量为2 kg 的石块做自由落体运动,求石块在第1 s 末、第2 s 末的动能是多少?
解析:先求出第1 s 末和第2 s 末的速度再求出动能值,明确变速运动的物体动能是时刻变化的.
v 1=gt 1=10×1 m/s=10 m/s,v 2=gt 2=10×2 m/s=20 m/s
E k1=
21mv 12=100 J,E k2=2
1mv 22
=400 J. 答案:100 J 400 J 知识拓展
例2 一架喷气式飞机,质量m=5.0×103 kg ,起飞过程中从静止开始滑跑.当位移达到l=5.3×102 m 时,速度达到起飞速度v=60 m/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.
解法一:以飞机为研究对象,它做匀加速直线运动且受到重力、支持力、牵引力和阻力作用
F 合=F-kmg=ma ①
又v 2
-02
=2al,所以a=l
v 22
②
由①和②得:F-kmg=l
v m 22
F=kmg+l v m 22=0.02×5×103×10 N+5×103×2
2103.5260⨯⨯N=1.8×104
N.
解法二:以飞机为研究对象,它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用,这四个力做的功分别为W G =0,W 支=0,W 牵=Fl ,W 阻=-kmgl.据动能定理得:Fl-kmgl=2
1mv 2
,代入数据,解得F=1.8×104 N. 课堂训练
质量为m 的物体静止在水平桌面上,它与桌面之间的动摩擦因数为μ,物体在水平力F 作用下开始运动,发生位移s 1时撤去力F ,问物体还能运动多远? 解析:研究对象:质量为m 的物体.
研究过程:从静止开始,先加速,后减速至零.
受力分析、过程草图如图所示,其中mg (重力)、F (水平外力)、N (弹力)、f (滑动摩擦力),设加速位移为s 1,减速位移为s 2
方法一:可将物体运动分成两个阶段进行求解
物体开始做匀加速运动位移为s
1
,水平外力F做正功,f做负功,mg、N不
做功;初始动能E
k0=0,末动能E
k1
=2
1
2
1
mv
根据动能定理:Fs
1-fs
1
=2
1
2
1
mv-0
又滑动摩擦力f=μN,N=mg
则:Fs
1-μmgs
1
=2
1
2
1
mv-0
物体在s
2段做匀减速运动,f做负功,mg、N不做功;初始动能E
k1
=2
1
2
1
mv,末动
能E
k2
=0
根据动能定理:-fs
2=0-2
1
2
1
mv,又滑动摩擦力f=μN,N=mg
则:μmgs
2=0-2
1
2
1
mv
即Fs
1-μmgs
1
-μmgs
2
=0-0
s 2=
mg
s
mg
F
μ
μ
1
) (-
.
方法二:从静止开始加速,然后减速为零,对全过程进行求解.
设加速位移为s
1,减速位移为s
2
;水平外力F在s
1
段做正功,滑动摩擦力f在
(s
1+s
2
)段做负功,mg、N不做功;初始动能E
k0
=0,末动能E
k
=0
在竖直方向上:N-mg=0 滑动摩擦力f=μN
根据动能定理:Fs
1-μmg(s
1
+s
2
)=0-0
得s
2=
mg
s
mg
F
μ
μ
1
) (-
.
布置作业
教材“问题与练习”第3、4、5题.
板书设计
动能和动能定理。