高中物理必修二教案-7.7动能和动能定理52-人教版

动能和动能定理教学设计

●三维目标

一、知识与技能

1．理解动能的概念。

2．知道动能的公式，会用动能的公式进行分析和计算。

3．理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围,会用动能定理进行计算。

二、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．理论联系实际，在运用中培养学生分析问题和解决问题的能力。

三、情感态度与价值观

1．通过动能和动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣。

2．在理解和运用过程中养成具体情况具体分析，按科学规律办事的习惯。

●学法引导

通过教师利用学生的知识，通过演绎推论从理论上来推导动能和动能定理的表达形式，并组织学生进行辨析、提高认识；通过对比分析，体会到应用动能定理解题的优点；通过实例分析，来确定动能定理的使用步骤。

●教学重点、难点及解决办法

一、教学重点

1．动能的概念.

2．动能定理及其应用.

二、教学难点

对动能定理的理解和应用.

●教学方法

推理归纳法、讲授法、电教法

●课时安排

1课时

●教学用具

PPT课件

●教学过程设计

一、复习回顾，引入新课

教师问：什么是动能？

学生答：物体由于运动而具有的能量叫做动能；

教师问：初中学过，物体的动能与那些量有关？

学生答：它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。

教师引入：那么，物体的动能与物体的质量和速度之间有什么定量关系呢？我们先来研究这个问题

二、新课教学

<一>、动能

1．探究动能表达式

推导思路：要使静止的物体获得一定的速度，就需要一个使物体产生加速度的力，这个力做了多少功，就表示有多少其他形式的能转化为物体的动能。我们根据做功的多少可定量确定物体的动能。

推导过程：

设在光滑的水平面上有一质量为m的静止物体，在恒定的水平外力F作用下开始运动，经过一段位移l速度达到v，则物体获得了多少动能

用Ek表示动能，则有：

2

2

1

mv E

K

即：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．动能是标量与速度方向无关，无负值；

3．动能的单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳。

1kg·m2/s2=1N·m=1J

举例：

练习1(多选）：关于对动能的理解，下列说法是正确的（）

A、凡是运动的物体都具有动能

B、动能总是正值

C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化

D、一定质量的物体，动能不变时，速度一定不变

总结：动能变化与速度变化的区别。动能变，速度大小一定变，但方向可能不变；速度变，动能可能不变。例如匀速圆周运动。

<二>、动能定理

1．动能定理的推导

推导思路：探究哪个力做功等于动能改变。

将刚才推导动能公式的例子改动一下：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v

1变为v

2

，求力做功与物体动能变化量间的关系。

总结：合外力做功等于动能改变。

2．动能定理内容：

合力所做的功等于物体动能的变化，这个结论叫做动能定理。

讨论：

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?

学生答：

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。

3．动能定理的表达式：.

用W表示合力所做的功，用E k1表示物体初状态的动能，用E k2表示末状态动能，动能定理可表示为：W=E K2-E K1

4．动能定理的应用：

例.用多媒体出示下列例题，并用课件模拟题中的物理情景：

一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103 kg ，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)，求飞机受到的牵引力.

解：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＝Fs ，W 阻＝－ｋｍｇs .据动能定理得：Fs -kmgs =02

12-mv 代入数据，解得F ＝1.9×104 Ｎ 三、学法指导：

1．对W 的理解：W 为合力做功或者各力做功的代数和。

2．动能定理的适用范围：

(1).不仅适用于直线运动，而且适用于曲线运动；

(2).不仅适用于恒力做功，而且适用于变力做功。

3．动能定理的优点：

(1).动能定理只跟初、末状态有关，不涉及运动过程的加速度和时间，所以处理问题比较简便；

(2).它能解决牛顿运动定律和运动学知识无法解决的问题

4．动能定理应用的一般步骤：

(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，并确定合力所做的功；

(3)明确始、末状态，确定始、末状态的动能；

(4)根据动能定理列方程、求解。

四、巩固练习

练习5．物体沿高H 的光滑斜面从顶端由静止下滑，求它滑到底端时的速度大小。

若物体沿高H 的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？

解：由动能定理 mgH= 21mV 2

得 V=gH 2 练习6．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 的作用下，从平衡位置P 很缓慢地移到Q 点，则力F 所做的功为：[ ]

A. mgLcos θ

B. mgL （1 – cos θ ）

C. FLsin θ

D. FLcos θ

解：小球由P 到Q ，由动能定理得：W F + W G

= 0

即W F – mgL （1 –cos θ）=0 ∴ W F

= mgL （1 – cos θ ）

五、小结

<一>、动能

1．动能是物体运动的状态量，由物体的质量和速度共同决定；