公开课动能和动能定理教案

动能和动能定理

一、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倒过程，知道动能定理的适用范围。

（3）．利用动能定理解决实际问题。

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解决问题与动能定理解决问题。

3.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。

二、教学重点

动能的概念

三、教学难点

对动能定理的理解和应用

四、教学过程

1．复习上节课所学

重力势能变化重力做功（1）

（功是能量变化的量度。）

物体能量的变化往往跟力做功相关联。弹性势能变化弹力做功

动能变化合外力做功

（2）从我们的日常生活经验知道，速度变化越大，动能变化越大即合外力对物体做功越多。

（3）通过上节课的实验探究得出结论：合外力所做的功和速度的平方成正比。

即Ｗ∝V2

本节课我们再沿另一条线索探索物体动能的表达式，如果两者相互支持，我们就可以做出比较正确的结论。

2．影响动能的因素

（1）根据动能的定义和日常生活经验，我们知道速度是影响动能的一个重要因素的。

（2）情景一，有一个小球以速度V迎面滚来

情景二，视频中石球以速度V迎面滚来.

速度相同的两个球迎面向我们滚过来，面对不同的球体为何人会做出不同的反应这两个球体都因为运动而具有动能，那么它们的动能是否相同

因为两个球具有的能量不一样，因为运动而具有的这种能量叫做动能。

结论：石球的的动能很巨大，物体的质量也是影响动能大小的一个重要因素。 3. 问题情景：在光滑水平面上有一物体的质量为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.

提出问题：

（1） 物体受到的合外力是：F 合=Ｆ （2）合外力对物体所做的功是:W=F ×L

（3）物体的初速度、末速度、位移之间有: 2

122v v -=2aL (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2

122

v

v -=2aL,即

L=a

v v 22122-

把F 、L 的表达式代入W=FL,可得F 做的功W=a

v v ma 2)

(212

2-

W =

21222

121mv mv -

结论：

2

1mv 2

是一个具有特殊意义的物理量，表现在： 1. 这个式子中包含了影响动能的两个因素:m 和v

2. 这个过程终了与开始的差，正好等于力对物体做的功

3. 这个量涵盖了我们上节课探究得到的结论Ｗ∝V 2

4．根据这段时间一系列的探究：质量为m 的物体，以速度v 运动时的动能为Ｅｋ

E k =2

1mv 2

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）动能的标矢性：标量，没有正负．

v 1 v 2

（3）动能的单位：焦（J ）．

5．练习

（１）如图所示有一个质量为ｍ＝１kg 的小球在水平面上做匀速圆周运动，速度v=3m ／s 。求小球在Ａ、Ｂ、C 、D

思考：

1. 速度变化了么

2. 动能变化了么

（2）下面有关动能的说法正确的是（ ） A 、物体只有做匀速运动时，动能才不变 B C 、物体做自由落体运动时，重力做功，物体的动能增加

D 、物体的动能变化是，速度不一定变化，速度变化时，动能一定变化 6．学生讨论速度变化与动能变化的关系

结论：速度大小变化时，动能一定变化。速度方向变化，大小不变时，动能不变。

动能变化时，速度一定变化（大小一定变，方向可能变）。或者速度变化动能一定变化，动能变化速度不一定变化。 7．对于W=

21222121mv mv ，式子中E k2表示这个过程中的末动能2

2

2

1mv ，E k1表示这个过程中的初动能2

12

1mv 。

W 合= W 总=E k2-E k1=ΔE k

结论：这个关系表明，合外力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程

中的动能变化。这个结论叫做动能定理。 说明：（1）W 为合力所做的功

（2）当物体在便利作用下或者是做曲线运动时，动能定理也同样适用。证

明方法如书P73页第一段描述。

8．例题：一架喷气式飞机，质量为m=×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＝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。

用动能定理解题的步骤：

（1）明确研究对象和运动过程 （2）受力分析，确定各个力做的功 （3）明确初末状态的动能 （4）列方程求解 练习：

一质量为m 、速度为 的汽车，关闭发动机后在水平地面上滑行距离为L 后停了下来。试求受到的阻力。

0v

9.课堂小结：

（1）影响动能的因素：速度和质量

（2）动能大小等于物体的质量和速度平方的乘积的一半。

（3）动能定理：

合外力所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。

（4）用动能定理解题的步骤： a ．明确研究对象和运动过程 b ．受力分析，确定各个力做的功 c ．明确初末状态的动能 d ．列方程求解

10.作业

一、仔细阅读课文 二、P 74 1、2、3

五、课外活动探究

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，又可以使学生形成学以致用的思想.

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l 后将会停下来，根据动能定理，

有-fl=02

02

1mv -即阻力f=l mv 220

实验中需测出人停止用力后自行车前进的距离l ，自行车和人的总质量m ，

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.

12k k E

E W -=