2020学年高中物理人教版必修2教案:第七章机械能守恒定律第7节动能和动能定理1

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高中物理必修二教案-7.7动能和动能定理28-人教版

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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。

2020高中物理第七章机械能守恒定律7.5动能和动能定理学案新人教版必修2

2020高中物理第七章机械能守恒定律7.5动能和动能定理学案新人教版必修2

动能和动能定理一、考点突破知识点考纲要求题型分值动能和动能定理掌握探究功与速度变化的关系的实验要点掌握动能的概念及计算掌握动能定理的基本概念及公式会利用动能定理计算物体的动能和速度选择题解答题6~8分二、重难点提示应用动能定理求解合外力的功。

一、实验:探究功与速度变化的关系合外力对物体做功等于能的改变猜想物体的动能与它的速度密切相关速度的变化又与它的受力有关探究:力对物体做功与物体速度变化的关系分析如何对物体做功?如何表示功的大小?如何测量物体的速度变化?方案一:方案二:托盘及砝码牵引小车做功恒力做功,用W=Fl表示功的大小速度的变化量用打点计时器进行测量计算利用橡皮筋的弹性势能做功变力做功,改变橡皮筋的数目表示功的大小速度的变化量用打点计时器进行测量计算2. 实验步骤与要点(方案二)(1)将打点计时器固定在一块平板上,让纸带的一端夹在小车的后端,另一端穿过打点计时器,将平板安装有打点计时器的一端适当垫高,调整高度使小车能在平板上做匀速直线运动(平衡摩擦力)。

(2)将橡皮筋固定在小车前端。

拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处,记下小车的位置,接通打点计时器的电源,释放小车。

(3)用2条,3条,4条,5条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重复实验,保证每次释放小车的位置相同,即橡皮筋被拉长的长度相同。

1条、2条、3条、4条、5条橡皮筋所做的功可记做W 、2W 、3W 、4W 、5W ,不需要具体计算出每次做功的具体数字,这是此方案的优势所在。

(4)在上述实验中打出的5条纸带中,分别找出小车开始近似做匀速运动的点,并测出匀速运动时的速度。

3. 实验数据分析——作图法由此得出结论:2W v ∝ 二、动能1. 定义:物体由于运动而具有的能。

2. 表达式:E k =21mv 2推导过程:设质量为m 的物体在与运动方向相同的力F 的作用下发生了一段位移x ,速度从v 1增大到v 2,根据牛顿第二定律有F =ma由22212-=v v ax 可得,22212-=v v x a ,代入W =Fx 可得22222121()11222ma v v W mv mv a -==-, 根据实验结论可推知,E k =21mv 2就是动能的表达式。

2020-2021学年高中物理人教版必修2教案:第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理2

2020-2021学年高中物理人教版必修2教案:第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理2

7.7 动能和动能定理一、教学目标1.知识和技能: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。

2.过程和方法: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。

3.情感、态度和价值观: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。

二、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改变的关系,动能定理贯穿在本章以后的内容中,是本章的教学重点。

学习并掌握它,对解决力学问题,尤其是变力做功,多过程问题或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:由于本节内容较多又很重要,所以安排两节课,一节新授课、一节习题课,以达到良好的效果。

本节教案为新授课教案三、教学重点、难点1.重点:⑴动能概念的理解;⑵动能定理及其应用。

2.难点:对动能定理的理解。

四、教学方法讲授法、讨论法、练习法五、教学设计教师活动学生活动点评一、引入新课回顾探究功与速度变化关系的实验提问1:当v0=0时,拉力对小车做的功与速度有什么关系?提问2:当v0≠0时,力对小车做功与速度的变化有什么关系?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v1增加到v2。

求从动力学和运动学的角度找出F、l、与m、学生回答:v0=0时,W∝v2。

当v0≠0时,W∝v22-v12……在实验的基础上深入探究,激发学生的学习兴趣。

学生直接参与探究过程,增加感性认识。

v 2 、v 1的关系。

选择学生的答案,投影学生的解答过程,归纳,总结。

根据牛顿第二定律:ma F = ……①根据运动学公式:al v v 22122=-…②代入得: 22212v v F m l -= ……③移项得:2222212111222v v Fl m mv mv -==-即得:22211122Fl mv mv =-提问3:对于上面的结论,你有什么想法? 提示:①将结论与实验结合对比。

人教版高一物理物理必修2第七章机械能导学案:7.7动能和动能定理-精选学习文档

人教版高一物理物理必修2第七章机械能导学案:7.7动能和动能定理-精选学习文档

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。

高中物理第七章机械能守恒定律7.7动能和动能定理教案

高中物理第七章机械能守恒定律7.7动能和动能定理教案

动能和动能定理【教学目标】知识与技术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。

【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。

【教学课时】2课时【探讨学习】(一)引入新课教师活动:通过上节课的探讨,咱们已经明白了力对物体所做的功与速度转变的关系,那么物体的动能应该如何表达?力对物体所做的功与物体的动能之间又有什么关系呢?这节课咱们就来研究这些问题。

(二)进行新课1、动能表达式教师活动:咱们在学习重力势能时,是从哪里开始入手进行分析的?这对咱们讨论动能有何启迪?学生活动:试探后回答学习重力势能时,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。

点评:通过知识的迁移,找到探讨规律的思想方式,形成良好的思维适应。

教师活动:投影:在以下简化的情景下求出力对物体做功的表达式。

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v1增加到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。

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:投影学生的推导进程。

功的表达式为:21222121mv mv W -=提出问题,教材上说“221mv ”极可能是一个具有特殊意义的物理量,为何如此说?通过上节课的探讨,是不是也印证了你的观点?教师活动:听取学生汇报,帮忙总结。

质量为m 的物体,以速度v 运动时的动能为221mv E k = 提出问题:动能是矢量仍是标量?国际单位制中,动能的单位是什么?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?学生活动:回答问题,并计算卫星的动能。

点评:通过计算卫星的动能,增强学生的感性熟悉。

同时让学生感受到动能那个概念在生活、科研中的实际应用。

增进学生对物理学的学习兴趣。

2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律7动能和动能定理(2)教案新人教版必修2

2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律7动能和动能定理(2)教案新人教版必修2
详细介绍动能的计算公式,使用图表或示意图帮助学生理解。
3.动能案例分析(20分钟)
目标:通过具体案例,让学生深入了解动能的特性和重要性。
过程:
选择几个典型的动能案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义,让学生全面了解动能的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响,以及如何应用动ห้องสมุดไป่ตู้解决实际问题。
4.教学案例和实际问题:引入相关的教学案例和实际问题,引导学生运用所学知识进行分析和解决,培养学生的应用能力和创新思维。
5.学习平台和在线资源:利用学习平台和在线资源,提供丰富的学习材料和参考资料,方便学生自主学习和拓展知识,促进学生的个性化学习。
教学过程设计
1.导入新课(5分钟)
目标:引起学生对动能和动能定理的兴趣,激发其探索欲望。
过程:
各组代表依次上台展示讨论成果,包括主题的现状、挑战及解决方案。
其他学生和教师对展示内容进行提问和点评,促进互动交流。
教师总结各组的亮点和不足,并提出进一步的建议和改进方向。
6.课堂小结(5分钟)
目标:回顾本节课的主要内容,强调动能的重要性和意义。
过程:
简要回顾本节课的学习内容,包括动能的基本概念、计算公式、案例分析等。
3.教学评价:我将完善评价体系,采用多元化的评价方式,如学生自评、互评、教师评价等,全面、客观地评价学生的学习成果。
板书设计
①动能定义与计算公式
-动能:物体由于运动而具有的能量。
-动能计算公式:E=1/2mv^2
②动能定理及其应用
-动能定理:外力对物体所做的功等于物体动能的增加。
-应用:通过计算物体受到的力所做的功,可以求出物体的动能变化。

2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律7动能和动能定理教案新人教版必修2

2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律7动能和动能定理教案新人教版必修2
(3)交流分享:学生可以与同学或家长分享自己学习动能定理的心得和体会,交流学习方法和学习经验。
(4)实验设计:学生可以尝试设计一些简单的实验,验证动能定理的应用,如测量物体在不同速度下的动能变化。
(5)学术研究:对于对动能定理有深入兴趣的学生,可以鼓励他们进行学术研究,如研究动能定理在现代科技中的应用或对动能定理的改进和发展。
二、教学手段
1.多媒体设备:利用多媒体设备展示物体运动的视频、动画和图片,生动形象地展示物体的动能变化,帮助学生直观地理解动能的概念和动能定理的应用。
2.教学软件:运用教学软件进行模拟和计算,让学生亲自操作,体验动能的计算过程,提高学生的学习兴趣和主动性。
3.互动式白板:利用互动式白板进行教学,可以实时展示学生的解答和讨论结果,促进师生之间的互动与反馈,提高教学效果和学生的参与度。
2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律7动能和动能定理教案新人教版必修2
学校
授课教师
课时
授课班级
授课地点
教具
教材分析
《2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律7动能和动能定理教案新人教版必修2》
本节课为人教版物理必修2第七章机械能守恒定律中的动能和动能定理部分。学生已经学习了速度、质量和功的概念,本节课将引导学生理解动能的定义,掌握动能定理,并能够运用动能定理分析实际问题。
举例:学生能够通过实验观察和分析物体的动能变化,运用科学方法解决问题。
5.培养合作和沟通能力:在小组讨论环节,学生能够与同学合作,共同解决问题,培养合作精神和沟通能力。
举例:学生在讨论中能够积极发表自己的观点,倾听他人的意见,共同探讨问题的解决方案。
6.增强实践操作能力:通过实践活动和实验,学生能够亲身体验和观察物体的动能变化,提高实践操作能力。

2019-2020年人教版高中物理必修二:7-7动能与动能定理教学设计

2019-2020年人教版高中物理必修二:7-7动能与动能定理教学设计

2019-2020年人教版高中物理必修二:7-7动能与动能定理教学设计梁河县第一中学瞿生辉教学内容及解析【内容】本节课是普通高中课程标准实验教科书˙物理˙必修2(人教xx年4月第3版)的第七章第七节,内容在上节课实验的基础上,通过分析说明提出了动能与动能定理的具体内容表述,得到动能与动能定理的数学表达式。

【解析】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。

在本章第一节“追寻守恒量”中,学生也知道了物体由于运动而具有的能叫动能。

那么,物体的动能跟哪些因素有关?引起动能变化的原因是什么?这就是本节要研究的内容。

本节内容,具有承前启后的作用。

通过本节内容的学习,既深化了对功的概念的理解,使学生对“功是能量变化的量度”有了进一步地理解,拓展了求功的思路,也为机械能守恒定律的学习打下了基础,并为用功能关系处理问题打开了思维通道。

因此,本节内容既是本章的关键内容,也是重点内容。

教学目标及解析【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. 会用动能定理处理单个物体的有关问题。

【解析】1. 通过实例使学生认识动能的大小与质量和速度有关,并能进行简单计算。

2. 通过分组探究利用牛顿第二定律和运动学公式导出动能定理表达式,并理解其物理意义。

3. 用具体的问题,让学生寻找物体动能的变化与力做功的关系。

教学问题诊断分析学生学习时对动能的理解特别是动能和做功之间的XXX存在一定的困难。

为此,采用视频使学生观察到做功能够引起速度的变化,而速度的变化引起了动能的变化,使学生将外力做功和动能变化有个感性的认识。

进一步通过学生主动学习和合作探究得出二者之间的定量关系。

教学过程中首先让学生对知识系统的认识,然后让学生分组探究得到知识的过程,再利用例题和变式训练加强对知识的理解,并通过练习的方式交给学生一些解题技巧。

高中物理第七章机械能守恒定律第7节动能和动能定理教案2新人教版必修220171128251

高中物理第七章机械能守恒定律第7节动能和动能定理教案2新人教版必修220171128251

7.7 动能和动能定理一、教学目标1.知识和技能: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。

2.过程和方法: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。

3.情感、态度和价值观: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。

二、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改变的关系,动能定理贯穿在本章以后的内容中,是本章的教学重点。

学习并掌握它,对解决力学问题,尤其是变力做功,多过程问题或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:学生回忆上节设计情景,进通过对前面探通过具体实例,深课的实验,引行理论探讨和讨过程的深入化对动能和动能起思考,力做论证,找出动思考,得出动定理的理解,并规功与速度变化能的表达式。

能定理范解题步骤,体现的关系其优越性。

由于本节内容较多又很重要,所以安排两节课,一节新授课、一节习题课,以达到良好的效果。

本节教案为新授课教案三、教学重点、难点1.重点:⑴动能概念的理解;⑵动能定理及其应用。

2.难点:对动能定理的理解。

四、教学方法讲授法、讨论法、练习法五、教学设计教师活动学生活动点评一、引入新课回顾探究功与速度变化关系的实验在实验的基提问1:当v0=0时,拉力对小车做的功学生回答:v0=0时,W∝v2。

础上深入探究,与速度有什么关系?当v0≠0时,W∝v22-v12激发学生的学提问2:当v0≠0时,力对小车做功与速……习兴趣。

度的变化有什么关系?学生直接参设计情景:建立模型,如图所示,某物与探究过程,增体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F 加感性认识。

的作用下发生一段位移,速度由v1增加到v2。

求从动力学和运动学的角度找出F、l、与m、v2 、v1的关系。

高中物理 必修二 第7章 《机械能守恒定律》备课精品:教案 第七节 动能和动能定理

高中物理  必修二  第7章 《机械能守恒定律》备课精品:教案 第七节 动能和动能定理

第七节 动能和动能定理教学过程:(一)引入新课开门见山,直引主题: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。

(二)新课教学1、动能表达式我们学习重力势能的时候是从重力做功入手的,而物体速度的变化的原因是力。

那么我们讨论动能也应该从做功开始入手讨论。

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。

(用m 、v 1 、、、v 2 表示)。

学生先独立推导。

然后让两个学生上黑板上分别写出推导过程。

得出表达式:21222121mv mv W -= 221mv 可能是一个具有特殊意义的物理量。

因为这个量在过程终了时和开始时的差正好等于力对物体做的功。

这就是我们寻找的动能。

质量为m 的物体,以速度v 运动时的动能为: 221mv E k = 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?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?学生活动:回答问题,并计算卫星的动能。

2、动能定理直接给出动能定理的表达式:21222121mv mv W -= 或:12k k E E W -=(1) 公式的意义:2121mv 是初动能, 2221mv 是末动能。

公式表明,在一个过程中力对物体做的功等于这个过程中动能的变化。

(2)提出问题: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?结合生活实际,举例说明。

————应该是合力的功,它等于各力做功的代数和。

②动能定理是我们在物体受恒力作用且作直线运动的情况下推出的,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?因为动能定理只关心的是一个过程中力对物体做的功和初末状态的动能,所以同样适用于变力做功和曲线运动的情况。

2020年高中物理第七章机械能守恒定律第七节动能和动能定理课件新人教版必修2

2020年高中物理第七章机械能守恒定律第七节动能和动能定理课件新人教版必修2
.动能定理的推导. (1)建立情景. 如图所示,质量为 m 的物体,在恒力 F 作用下,经 位移 l 后,速度由 v1 增加到 v2.
(2)推导依据. 外力做的总功:W=Fl. 由牛顿第二定律:F=ma. 由运动学公式:l=v22- 2av21. (3)结论:W=12mv22-12mv21. 即 W=Ek2-Ek1=ΔEk.
解析:合外力为零,则物体可能静止,也可能做匀 速直线运动,这两种情况合外力做功均为零,或这两种 运动,动能均不变,所以合外力做功一定为零,A 正确; 合外力做功为零或动能不变,合外力不一定为零,如匀 速圆周运动,故 B、D 错;合外力做功越多,动能变化越 大,而不是动能越大,故 C 错.
答案:A
2.(多选)甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等 的力 F 分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距 离 s.如图所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则下列关 于力 F 对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动 能的说法中正确的是( )
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.
【典例 1】 如图所示,用拉力 F 使一个质量为 m 的木箱由静止开始在水平冰道上移动了 l,拉力 F 跟木箱 前进的方向的夹角为 α,木箱与冰道间的动摩擦因数为 μ, 求木箱获得的速度.
规律总结 动能定理与牛顿运动定律在解题时的选择方法
1.动能定理与牛顿运动定律是解决力学问题的两种 重要方法,一般来讲,凡是牛顿运动定律能解决的问题, 用动能定理都能解决,但动能定理能解决的问题,牛顿运 动定律不一定都能解决,且同一个问题,用动能定理要比 用牛顿运动定律解决起来更简便.
2.通常情况下,若问题涉及时间或过程的细节,要 用牛顿运动定律去解决;若问题不考虑具体细节、状态或 时间,如物体做曲线运动、受力为变力等情况,一般要用 动能定理去解决.

2019-2020年人教版高中物理必修二 第七章 第7节 动能和动能定理 教案3

2019-2020年人教版高中物理必修二 第七章 第7节 动能和动能定理 教案3

2019-2020年人教版高中物理必修二第七章第7节动能和动能定理教案3课标要求: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。

依据课程标准和学情,制定教学目标如下: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.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。

4.通过动能定理的推导演绎,培养学生的科学探究的兴趣。

6.通过探究验证培养合作精神和积极参与的意识。

【教材分析】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.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,让每一位同学都积极参与课堂教学,每一位同学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,为了帮助学生真正理解动能定理,设置一些具体的问题,让学生寻找物体动能的变化与哪些力做功相对应.【学情分析】通过前面几节课的学习,学生已经认识到某个力对物体做了功就一定对应着能量的变化。

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7.动能和动能定理三维目标知识与技能1.知道动能的定义式,能用动能的定义式计算物体的动能;2.理解动能定理反映了力对物体做功与物体动能的变化之间的关系;3.能够理解动能定理的推导过程,知道动能定理的适用条件;4.能够应用动能定理解决简单的实际问题。

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.通过动能定理的推导理解理论探究的方法及其科学思维的重要意义;3.通过对实际问题的分析,对比牛顿运动定律,掌握运用动能定理分析解决问题的方法及其特点。

情感、态度与价值观1.通过动能定理的归纳推导培养学生对科学研究的兴趣;2.通过对动能定理的应用感悟量变(过程的积累)与质变(状态的改变)的哲学关系。

教学重点1.动能的概念;2.动能定理的推导和理解。

教学难点动能定理的理解和应用。

教学过程[新课导入]在本章第一节《追寻守恒量》中,已经知道物体由于运动而具有的能叫动能。

通过上节的探究我们已经了解力所做的功与物体所获得的速度的关系。

那么,物体的动能的表达式究竟是什么?进一步探究外力对物体做的功与物体动能变化的定量关系。

[新课教学]一、动能的表达式1.动能物体由于运动而具有的能叫动能。

2.与动能有关的因素你能通过实验粗略验证一下物体的动能与哪皯因素有关吗?方案:让滑块从光滑的导轨上滑下与静止的木块相碰,推动木块做功。

实验:(1)让同一滑块从不同的高度滑下;(2)让质量不同的滑块从同一高度滑下。

现象:(1)高度大时滑块把木块推得远,对木块做的功多;(2)质量大的滑块把木块推得远,对木块做的功多。

结果:(1)高度越大,滑块滑到底端时速度越大,在质量相同的情况下,速度越大,对外做功的本领越强,说明滑块由于运动而具有的能量越多。

(2)滑块从相同的高度滑下,具有的末速度是相同的,之所以对外做功的本领不同,是因为滑块的质量不同,在速度相同的情况下,质量越大,滑块对外做功的能力越强,也就是说滑块由于运动而具有的能量越多。

物体的质量越大、速度越大,物体的动能越大。

3.表达式动能与质量和速度的定量关系如何呢?我们知道,功与能密切相关。

因此我们可以通过做功的多少来定量地确定动能。

外力对物体做功使物体运动而具有动能,下面我们就通过这个途径研究一个运动物体的动能是多少。

如图所示,一个物体的质量为m ,初速度为v 1,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v 2,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:力对物体做的功为:W =Fl 。

根据牛顿第二定律有:F =ma 。

根据运动学公式有:2222212122v v v v al l a--=⇒=。

把F 、l 的表达式代入W =Fl ,可得F 做的功:22212v v W Fl ma a-==⨯,也就是22211122W mv mv =-从这个式子可以看出,“212mv ”很可能是一个具有特定意义的物理量。

因为这个量在mmFv 1 aaF v 2 l过程终了时和过程开始时的差,正好等于力对物体的功,所以“212mv ”应该就是我们寻找的动能表达式。

上节的探究已经表明,力对初速度为零的物体所做的功与物体速度的二次方成正比,这也印证了我们的想法。

于是,我们说质量为m 的物体,以速度v 运动时的动能是212K E mv = (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。

4.单位从动能的表达式可以看出,动能的单位由质量和速度的单位来确定,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我国在1970年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212K E mv ==4.5×109J 。

5.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。

而且动能的数值始终大于零,不可能取负值; ③动能与参考系的选择有关。

二、动能定理 1.表达式在得到动能的表达式后,22211122W mv mv =-可以写成 W =E K2-E K1(2)其中E K2表示一个过程的末动能2212mv ,E K1表示一个过程的末动能2112mv 。

2.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。

这个结论叫做动能定理(theorem ofkinetic energy )。

如果物体受到几个力的共同作用,动能定理中的W 即为合力做的功,它等于各个力做功的代数和。

例如,一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下,在跑道上加速运动,速度越来越大,动能就越来越大。

牵引力和阻力的合力做了多少功,飞机的动能就增加多少。

本书中,动能定理是在物体受恒力作用,并且做直线运动的情况下得到的。

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。

正因为动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况,所以在解决一些实际的力学问题时,它得到了广泛的应用。

3.说明①动能定理揭示了物体的动能变化与外力功的关系,功是物体动能变化的原因。

当合力对物体做正功时,末动能大于初动能,动能增加;当合力对物体做负功时,末动能小于初动能,动能减少;当合外力的功等于零时,初、末状态的动能相等。

②动能定理中的功应包括一切外力的功。

动能定理中的W即为合力做的功,它等于各个力做功的代数和。

在某一过程中,各力的功可以是同时的,也可以是不同阶段的。

③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。

动能定理的特点是不必追究全过程的运动性质和状态变化的细节,对于求解变力功,曲线运动中的功,以及复杂过程中的功能转化,动能定理都提供了方便。

④在中学阶段,动能定理的研究对象是单个质点。

动能定理反映功这个过程量和动能这个状态量之间的关系,动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。

给出了力对空间累积的结果。

⑤动能定理是标量式,式中的功和动能必须是相对于同一惯性参考系的。

三、动能定理的应用1.用动能定理解题的步骤①确定研究对象及所研究的物理过程;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确定始、末态的动能;④根据动能定理列方程;⑤求解方程、分析结果。

2.例题【例题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。

当位移达到l=5.3×102m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量的0.02倍。

求飞机受到的牵引力。

分析 滑跑过程中牵引力与阻力的合力对飞机做功。

本题已知飞机滑跑过程的始末速度,因而能够知道它在滑跑过程中增加的动能,故可应用动能定理求出合力做的功,进而求出合力、牵引力。

飞机滑行时除了地面阻力外,还受到空气阻力,后者随速度的增加而增加。

本题说“平均阻力是飞机重量的0.02倍”,只是一种粗略的估算。

解法一:以飞机为研究对象,受到重力、支持力、牵引力和阻力作用,它做匀加速直线运动。

根据牛顿第二定律有:F -kmg =ma ①根据运动学公式有:v 2-02=2as②由①和②得:22v F kmg m s=+=1.8×104N 。

解法二:以飞机为研究对象,它受到重力mg 、支持力F N 、牵引力F 和阻力F 1作用,这四个力做的功分别为W G =0,W FN =0,W F =Fl ,W F1=-kmgl 。

据动能定理得:2102Fl kmgl mv -=-代入数据,解得F =1.8×104N 。

总结: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,因为用它来处理问题时比较方便。

从这个例题可以看出,动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间,因此用它处理问题有时比较方便。

【例题2】一辆质量为m 、速度为v 0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l 后停了下来。

试求汽车受到的阻力。

分析 我们讨论的是汽车从关闭发动机到静止的运动过程。

这个过程的初动能、末动能都可求出,因而应用动能定理可以知道阻力做的功,进而可以求出汽车受到的阻力。

FF 1F Nmg l汽车实际上受到的阻力F 阻是变化的。

这里以F 阻l 表示阻力做的功,求出的F 阻是汽车在这段距离中受到的平均阻力。

解 汽车的初动能、末动能分别为2012mv 和0,阻力F 阻做的功为-F 阻l 。

应用动能定理,有2102F l mv -=-阻 由此解出202mv F l=阻 汽车在这段运动中受到的阻力是202mv l。

能不能用牛顿运动定律解决这个问题?试一试。

【思考与讨论】做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程,或从一个物体转移到另一个物体的过程。

在上面的例题中,阻力做功,汽车的动能到哪里去了?[小结]1.物体由于运动而具有的能叫动能,动能可用E K 来表示,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,动能是标量,状态量。

2.动能定理是根据牛顿第二定律F =ma 和运动学公式222t v v al -=推导出来的。

3.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。

4.动能定理的表达式虽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。

5.通过动能定理,再次明确功和动能两个概念的区别和联系、加深对两个物理量的理解。

[布置作业]教材第74-75页“问题与练习”。

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