高三物理第一轮复习教案——动能定理
高三动能定理复习教案
高三动能定理复习教案高三动能定理复习教案作为一名老师,通常需要准备好一份教案,借助教案可以恰当地选择和运用教学方法,调动学生学习的积极性。
那么写教案需要注意哪些问题呢?以下是小编精心整理的高三动能定理复习教案,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
【导学目标】1、正确理解动能的概念。
2、理解动能定理的推导与简单应用。
【知识要点】一、动能1、物体由于运动而具有的能叫动能,表达式:Ek=_____________。
2、动能是______量,且恒为正值,在国际单位制中,能的单位是________。
3、动能是状态量,公式中的v一般是指________速度。
二、动能定理1、动能定理:作用在物体上的________________________等于物体____________,即w=_________________,动能定理反映了力对空间的积累效应。
2、注意:①动能定理可以由牛顿运动定律和运动学公式导出。
②可以证明,作用在物体上的力无论是什么性质,即无论是变力还是恒力,无论物体作直线运动还是曲线运动,动能定理都适用。
3、动能定理最佳应用范围:动能定理主要用于解决变力做功、曲线运动、多过程动力学问题,对于未知加速度a和时间t,或不必求加速度a和时间t的动力学问题,一般用动能定理求解为最佳方案。
【典型剖析】[例1] 在竖直平面内,一根光滑金属杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为y=2.5cos(kx+ π)(单位: m),式中k=1 m-1.将一光滑小环套在该金属杆上,并从x=0处以v0=5 m/s的初速度沿杆向下运动,取重力加速度g=10 m/s2.则当小环运动到x= m时的速度大小v= m/s;该小环在x轴方向最远能运动到x= m处.[例2]如图所示,质量为m的小球用长为L的轻细线悬挂在天花板上,小球静止在平衡位置.现用一水平恒力F向右拉小球,已知F=0.75mg,问:(1)在恒定拉力F作用下,细线拉过多大角度时小球速度最大?(2)小球的最大速度是多少?[例3]总质量为M的列车,沿平直轨道作匀速直线运动,其末节质量为m的车厢中途脱钩,待司机发觉时,机车已行驶了L的距离,于是立即关闭油门撤去牵引力.设运动过程中阻力始终与质量成正比,机车的牵引力是恒定的.当列车的两部分都停止时,它们之间的距离是多少?[例4]如图所示,质量为mA的物块A放在水平桌面上,为了测量A与桌面间的动摩擦因数?,用细线通过滑轮与另一个质量为mB的物体连接,开始时B距地面高度为h,A、B都从静止开始运动,最后停止时测得A沿桌面移动距离为s。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材粤教版):动能定理及其应用
第2讲动能定理及其应用目标要求 1.理解动能、动能定理,会用动能定理解决一些基本问题.2.能利用动能定理求变力做的功.3.掌握解决动能定理与图像结合的问题的方法.考点一动能定理的理解和基本应用1.动能(1)定义:物体由于运动而具有的能量叫作动能.(2)公式:E k=12m v2,单位:焦耳(J).1J=1N·m=1kg·m2/s2.(3)动能是标量、状态量.2.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动能的变化.(2)表达式:W=ΔE k=E k2-E k1=12m v22-12m v12.(3)物理意义:合力做的功是物体动能变化的量度.1.一定质量的物体动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化.(√) 2.物体在合外力作用下做变速运动时,动能一定变化.(×)3.物体的动能不变,所受的合外力必定为零.(×)4.合力对物体做正功,物体的动能增加;合力对物体做负功,物体的动能减少.(√)1.应用动能定理解题应抓住“两状态,一过程”,“两状态”即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况,“一过程”即明确研究过程,确定在这一过程中研究对象的受力情况和位置变化或位移信息.2.注意事项(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般以地面或相对地面静止的物体为参考系.(2)当物体的运动包含多个不同过程时,可分段应用动能定理求解,也可以全过程应用动能定理求解.(3)动能是标量,动能定理是标量式,解题时不能分解动能.例1如图所示,AB 为四分之一圆弧轨道,BC 为水平直轨道,圆弧的半径为R ,BC 的长度也是R .一质量为m 的物体,与两个轨道间的动摩擦因数都为μ,它由轨道顶端A 从静止开始下滑,恰好运动到C 处停止,不计空气阻力,重力加速度为g ,那么物体在AB 段克服摩擦力所做的功为()A .μmgR B.12mgR C .mgR D .(1-μ)mgR答案D解析BC 段物体所受摩擦力为f =μmg ,位移为R ,故BC 段摩擦力对物体做功W =-fR =-μmgR ,对全程由动能定理可知mgR +W 1+W =0,解得W 1=μmgR -mgR ,故AB 段克服摩擦力做功为W 克=mgR -μmgR =(1-μ)mgR ,选D.例2(2021·河北卷·6)一半径为R 的圆柱体水平固定,横截面如图所示,长度为πR 、不可伸长的轻细绳,一端固定在圆柱体最高点P 处,另一端系一个小球,小球位于P 点右侧同一水平高度的Q 点时,绳刚好拉直,将小球从Q 点由静止释放,当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时,小球的速度大小为(重力加速度为g ,不计空气阻力)()A.(2+π)gRB.2πgRC.2(1+π)gR D .2gR答案A解析小球下落的高度为h =πR -π2R +R =π+22R ,小球下落过程中,根据动能定理有mgh =12m v 2,综上有v =(π+2)gR ,故选A.例3一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v 时,上升的最大高度为H ,如图所示,当物块的初速度为v2时,上升的最大高度记为h .重力加速度大小为g .物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为()A .tan θ,H 2B.v 22gH-1θ,H 2C .tan θ,H4 D.v 22gH-1θ,H 4答案D解析物块以初速度v 上升的过程,由动能定理得-mgH -μmg cos θ·H sin θ=0-12m v 2,解得μv 22gH -1θ.当物块的初速度为v2时,由动能定理得-mgh -μmg cos θ·h sin θ=0-12m v2,解得h =H4,故选D.例4如图所示,粗糙水平地面AB 与半径R =0.4m 的光滑半圆轨道BCD 相连接,且在同一竖直平面内,O 是BCD 的圆心,BOD 在同一竖直线上.质量m =1kg 的小物块在9N 的水平恒力F 的作用下,从A 点由静止开始做匀加速直线运动.已知x AB =5m ,小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.1,当小物块运动到B点时撤去力F ,取重力加速度g =10m/s 2,求:(1)小物块到达B 点时速度的大小;(2)小物块运动到D 点时,轨道对小物块作用力的大小.答案(1)45m/s(2)150N解析(1)从A 到B 过程,据动能定理可得(F -μmg )x AB =12m v B 2解得小物块到达B 点时速度的大小为v B =45m/s(2)从B 到D 过程,据动能定理可得-mg ·2R =12m v D 2-12m v B 2在D 点由牛顿第二定律可得F N +mg =mv D 2R联立解得小物块运动到D 点时,轨道对小物块作用力的大小为F N =150N.应用动能定理的解题流程考点二应用动能定理求变力做功例5质量为m 的物体以初速度v 0沿水平面向左开始运动,起始点A 与一轻弹簧O 端相距s ,如图所示.已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为x ,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短,物体克服弹簧弹力所做的功为(重力加速度大小为g )()A.12m v 02-μmg (s +x ) B.12m v 02-μmgx C .μmgs D .μmg (s +x )答案A解析根据功的定义式可知物体克服摩擦力做功为W f =μmg (s +x ),由动能定理可得-W 弹-W f =0-12m v 02,则W 弹=12m v 02-μmg (s +x ),故选项A 正确.例6(2023·广东深圳市光明区名校联考)如图所示,一半圆弧形细杆ABC 竖直固定在水平地面上,AC 为其水平直径,圆弧半径BO =3.6m .质量为m =4.0kg 的小圆环(可视为质点,小环直径略大于杆的粗细)套在细杆上,在大小为50N 、沿圆的切线方向的拉力F 作用下,从A 点由静止开始运动,到达B 点时对细杆的压力恰好为0.已知π取3.14,重力加速度g 取10m/s 2,在这一过程中摩擦力做的功为()A .66.6JB .-66.6JC .210.6JD .-210.6J答案B解析小圆环到达B 点时对细杆的压力恰好为0,则mg =m v 2r,拉力F 沿圆的切线方向,根据动能定理F 2πr 4-mgr +W f =12m v 2,又r =3.6m ,摩擦力做的功为W f =-66.6J ,故选B.在一个有变力做功的过程中,当变力做功无法直接通过功的公式求解时,可用动能定理W 变+W 恒=12m v 22-12m v 12,物体初、末速度已知,恒力做功W 恒可根据功的公式求出,这样就可以得到W 变=12m v 22-12m v 12-W 恒,就可以求出变力做的功了.考点三动能定理与图像问题的结合图像与横轴所围“面积”或图像斜率的含义例7(2021·湖北卷·4)如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f 恒定,物块动能E k 与运动路程s 的关系如图(b)所示.重力加速度大小取10m/s 2,物块质量m 和所受摩擦力大小f 分别为()A.m=0.7kg,f=0.5NB.m=0.7kg,f=1.0NC.m=0.8kg,f=0.5ND.m=0.8kg,f=1.0N答案A解析0~10m内物块上滑,由动能定理得-mg sin30°·s-fs=E k-E k0,整理得E k=E k0-(mg sin30°+f)s,结合0~10m内的图像得,斜率的绝对值|k|=mg sin30°+f=4N,10~20m内物块下滑,由动能定理得(mg sin30°-f)(s-s1)=E k,整理得E k=(mg sin30°-f)s-(mg sin30°-f)s1,结合10~20m内的图像得,斜率k′=mg sin30°-f=3N,联立解得f=0.5N,m=0.7kg,故选A.例8A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动,先后撤去F1、F2后,两物体最终停下,它们的v-t图像如图所示.已知两物体所受的滑动摩擦力大小相等,则下列说法正确的是()A.F1、F2大小之比为1∶2B.F1对A、F2对B做功之比为1∶2C.A、B质量之比为2∶1D.全过程中A、B克服摩擦力做功之比为2∶1答案C解析由v-t图像可知,两个匀减速运动的加速度大小之比为1∶2,由题可知A、B所受摩擦力大小相等,所以A、B的质量关系是2∶1,故C正确.由v-t图像可知,A、B两物体运动的位移相等,且匀加速运动位移之比为1∶2,匀减速运动的位移之比为2∶1,由动能定理可得F1与摩擦力的关系:F1·s-f1·3s=0-0,F2与摩擦力的关系:F2·2s-f2·3s=0-0,因此可得:F1=3f1,F2=32f2,f1=f2,所以F1=2F2.全过程中A、B克服摩擦力做的功相等,F1对A、F2对B做的功大小相等,故A、B、D错误.例9(2020·江苏卷·4)如图所示,一小物块由静止开始沿斜面向下滑动,最后停在水平地面上.斜面和地面平滑连接,且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数.该过程中,物块的动能E k与水平位移x关系的图像是()答案A解决图像问题的基本步骤(1)观察题目给出的图像,弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义.(2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式.(3)将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比,找出图线的斜率、截距、图线之间的交点、图线与横轴围成的面积所对应的物理意义,分析解答问题,或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量.课时精练1.(多选)如图所示,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竖直向上加速运动,当电梯的速度由v1增大到v2时,上升高度为H,重力加速度为g ,则在这个过程中,下列说法正确的是()A .对物体,动能定理的表达式为W =12m v 22-12m v 12,其中W 为支持力做的功B .对物体,动能定理的表达式为W 合=0,其中W 合为合力做的功C .对物体,动能定理的表达式为W -mgH =12m v 22-12m v 12,其中W 为支持力做的功D .对电梯,其所受的合力做功为12M v 22-12M v 12答案CD解析电梯上升的过程中,对物体做功的有重力mg 、支持力F N ,这两个力的总功(即合力做的功)才等于物体动能的增量,即W 合=W -mgH =12m v 22-12m v 12,其中W 为支持力做的功,A 、B 错误,C 正确;对电梯,无论有几个力对它做功,由动能定理可知,其合力做的功一定等于其动能的增量,即12M v 22-12M v 12,D 正确.2.如图所示,光滑的固定斜面顶端固定一弹簧,质量为m 的小球以速度v 自最低点A 冲上斜面.压缩弹簧至C 点时弹簧最短,C 点距地面高度为h ,重力加速度为g ,则小球从A 到C 的过程中弹簧弹力做功是()A .mgh -12m v 2B.12m v 2-mgh C .-mgh D .-(mgh +12m v 2)答案A解析小球从A 到C 过程中,由动能定理可得W G +W F =0-12m v 2,W G =-mgh ,解得W F =mgh -12m v 2,故选A.3.(多选)(2023·云南昆明市第一中学、宁夏银川一中模拟)如图,若小滑块以某一初速度v 0从斜面底端沿光滑斜面上滑,恰能运动到斜面顶端.现仅将光滑斜面改为粗糙斜面,仍让滑块以初速度v 0从斜面底端上滑时,滑块恰能运动到距离斜面底端长度的34处.则()A .滑块滑上斜面后能再次滑回斜面底端B .滑块滑上斜面后不能再次滑回斜面底端C .滑块在斜面上运动的整个过程产生的热量为18m v 02D .滑块在斜面上运动的整个过程产生的热量为14m v 02答案AD解析设斜面长度为L ,斜面倾角为θ,由题意可知12m v 02=mgL sin θ,12m v 02=mgs sin θ+μmgs cos θ,其中的s =34L ,解得μ=13tan θ,因mg sin θ>μmg cos θ,则当滑块滑上斜面到达最高点后能再次滑回斜面底端,选项A 正确,B 错误;整个过程产生的热量为Q =2μmgs cos θ=12mgL sin θ=14m v 02,选项C 错误,D 正确.4.(2023·广东揭阳市普宁二中月考)如图,质量为m 的滑雪运动员(含滑雪板)从斜面上距离水平面高为h 的位置静止滑下,停在水平面上的b 处;若从同一位置以初速度v 滑下,则停在同一水平面上的c 处,且ab 与bc 相等.已知重力加速度为g ,不计空气阻力与通过a 处的机械能损失,则该运动员(含滑雪板)在斜面上克服阻力做的功为()A .mgh B.12m v 2C .mgh -12m v 2D .mgh +12m v 2答案C解析设运动员从静止开始滑下,停在水平面上b 处时,在斜面上克服阻力做的功为W 1,在水平面上克服摩擦力做的功为W 2,由动能定理得mgh -W 1-W 2=0,当运动员以速度v 从同一高度下滑时,停在同一水平面上的c 处,且ab 与bc 相等,由动能定理可得mgh -W 1-2W 2=0-12m v 2,联立两式求得W 1=mgh -12m v 2,故选C.5.(2023·湖南怀化市模拟)如图所示,DO 是水平面,AB 是斜面,初速度为v 0的物体从D 点出发沿DBA 滑动到顶点A 时速度刚好为零,如果斜面改为AC ,让该物体从D 点出发沿DCA 滑动到A 点且速度刚好为零,则物体具有的初速度(已知物体与斜面及水平面之间的动摩擦因数处处相同且不为零,不计B 、C 处能量损失)()A .等于v 0B .大于v 0C .小于v 0D .取决于斜面答案A解析物体从D 点滑动到顶点A 过程中,由动能定理可得-mg ·s AO -μmg ·s DB -μmg cos α·s AB=0-12v 02,α为斜面倾角,由几何关系有s AB cos α=s OB ,因而上式可以简化为-mg ·s AO -μmg ·s OD =0-12m v 02,从上式可以看出,物体的初速度与路径无关.故选A.6.电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机,用于多层建筑载人或载运货物.某次电梯从地面由静止启动,加速度a 与离地高度h 的关系图像如图所示,则()A .2h 0~3h 0范围内电梯向上做匀减速直线运动B .电梯在0~h 0和2h 0~3h 0范围内的速度变化量相等C .电梯在3h 0处的速度大小为2a 0h 0D .电梯上升的最大高度可能为3h 0答案C解析由题图可知从0到2h 0,电梯先做加速度增大的加速运动再做匀加速运动,从2h 0到3h 0做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,电梯向上的速度不为零,仍会向上运动,则电梯上升的最大高度一定大于3h 0,故A 、D 错误;根据动能定理可得12m v 2=Fh =mah =mS 面积,则v =2S 面积,则电梯在h 0处的速度大小为a 0h 0,在2h 0处的速度大小为3a 0h 0,在3h 0处的速度大小为2a 0h 0,所以电梯在0~h 0和2h 0~3h 0范围内的速度变化量不相等,故B 错误,C 正确.7.(2023·广东省清中、河中、北中、惠中联考)如图所示,竖直圆轨道固定在水平面上,其中A为最低点,B 为最高点,C 为与圆心等高的点,质量为1kg 且可视为质点的小球在轨道内做完整的圆周运动.已知小球动能E k 的变化范围为10~20J ,忽略一切摩擦,重力加速度g =10m/s 2,则下列说法正确的是()A .轨道半径为1mB .小球对轨道的最大压力与最小压力的大小之比为3∶1C .小球在C 点时对轨道的压力大小为45ND .以地面为势能零点参考平面,小球在C 点的重力势能等于动能答案B 解析在A 点F N1-mg =m v max 2R ,在B 点F N2+mg =m v min 2R ,A 到B 过程,根据动能定理有-mg ×2R =12m v min 2-12m v max 2,又有12m v max 2=20J ,12m v min 2=10J ,解得R =0.5m ,小球对轨道的最大压力与最小压力之比F N1′F N2′=F N1F N2=31,A 错误,B 正确;在C 点F N3=m v C 2R,A 到C 过程,根据动能定理有-mgR =12m v C 2-12m v max 2,解得小球在C 点时对轨道的压力大小F N3′=F N3=60N ,C 错误;以地面为势能零点参考平面,小球在C 点的重力势能E p =mgR =5J ,小球在C 点的动能E k =12m v C 2=15J ,D 错误.8.(2019·全国卷Ⅲ·17)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h 在3m 以内时,物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图所示.重力加速度取10m/s 2.该物体的质量为()A .2kgB .1.5kgC .1kgD .0.5kg 答案C 解析法一:特殊值法画出运动示意图.设该外力的大小为F ,据动能定理知A →B (上升过程):-(mg +F )h =E k B -E k AB →A (下落过程):(mg -F )h =E k A ′-E k B ′整理以上两式并代入数据得物体的质量m =1kg ,选项C 正确.法二:写表达式根据斜率求解上升过程:-(mg +F )h =E k -E k0,则E k =-(mg +F )h +E k0下落过程:(mg -F )h =E k ′-E k0′,则E k ′=(mg -F )h +E k0′,结合题图可知mg +F =72-363-0N =12N ,mg -F =48-243-0N =8N 联立可得m =1kg ,选项C 正确.9.(多选)如图所示为一滑草场.某条滑道由上下两段高均为h 、与水平面夹角分别为45°和37°的滑道组成,载人滑草车与草地各处间的动摩擦因数均为μ.质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(不计载人滑草车在两段滑道交接处的能量损失,重力加速度大小为g ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).则()A .动摩擦因数μ=67B .载人滑草车最大速度为2gh 7C .载人滑草车克服摩擦力做功为mghD .载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35g 答案AB 解析对载人滑草车从坡顶由静止开始滑到底端的全过程分析,由动能定理可知:mg ·2h -μmg cos 45°·h sin 45°-μmg cos 37°·h sin 37°=0,解得μ=67,选项A 正确;滑草车在滑道上段加速,在滑道下段减速,故滑草车通过上段滑道末端时速度最大,根据动能定理有mgh -μmg cos 45°·h sin 45°=12m v m 2,解得:v m =2gh 7,选项B 正确;全过程有W G -W 克f =0,则载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh ,选项C 错误;载人滑草车在下段滑道上的加速度为a =mg sin 37°-μmg cos 37°m=-335g ,故加速度大小为335g ,选项D 错误.10.如图所示,一半径为R 、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ 水平.一质量为m 的小球(可看成质点)从P 点上方高为R 处由静止开始下落,恰好从P 点进入轨道.小球滑到轨道最低点N 时,对轨道的压力大小为4mg ,g 为重力加速度.用W 表示小球从P 点运动到N 点的过程中克服摩擦力所做的功,则()A .W =12mgR ,小球恰好可以到达Q 点B .W >12mgR ,小球不能到达Q 点C .W =12mgR ,小球到达Q 点后,继续上升一段距离D .W <12mgR ,小球到达Q 点后,继续上升一段距离答案C 解析在N 点,根据牛顿第二定律有F N -mg =m v N 2R ,由牛顿第三定律知F N =F N ′=4mg ,解得v N =3gR ,对小球从开始下落至到达N 点的过程,由动能定理得mg ·2R -W =12m v N 2-0,解得W =12mgR .由于小球在PN 段某点处的速度大于此点关于ON 在NQ 段对称点处的速度,所以小球在PN 段某点处受到的支持力大于此点关于ON 在NQ 段对称点处受到的支持力,则小球在NQ 段克服摩擦力做的功小于在PN 段克服摩擦力做的功,小球在NQ 段运动时,由动能定理得-mgR -W ′=12m v Q 2-12m v N 2,因为W ′<12mgR ,故v Q >0,所以小球到达Q 点后,继续上升一段距离,选项C 正确.11.(2023·云南昆明市第一中学模拟)如图甲所示,两个不同材料制成的滑块A 、B 静置于水平桌面上,滑块A 的右端与滑块B 的左端接触.某时刻开始,给滑块A 一个水平向右的力F ,使滑块A 、B 开始滑动,当滑块A 、B 滑动1.0m 时撤去力F .整个运动过程中,滑块A 、B 的动能E k 随位移s 的变化规律如图乙所示.不计空气阻力,求:(1)滑块A 对B 做的功;(2)力F 的大小.答案(1)12J (2)39N 解析(1)B 在撤去F 后继续滑行s B =1.0m ,撤去F 时B 的动能E k B =6J ,由动能定理有-f B s B =0-E k B在撤去F 前,对B 由动能定律得W AB -f B s =E k B联立并代入数据解得W AB =12J(2)撤去力F 后,滑块A 继续滑行的距离为s A =0.5m ,撤去F 时A 的动能E k A =9J ,由动能定理有-f A s A =0-E k A力F 作用的过程中,分析滑块A 、B 整体,由动能定理有(F -f A -f B )s =E k A +E k B代入数据解得F =39N.12.如图,在竖直平面内,一半径为R 的光滑圆弧轨道ABC 和水平轨道PA 在A 点相切,BC为圆弧轨道的直径,O 为圆心,OA 和OB 之间的夹角为α,sin α=35.一质量为m 的小球沿水平轨道向右运动,经A 点沿圆弧轨道通过C 点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C 点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零.重力加速度大小为g .求:(1)水平恒力的大小和小球到达C 点时速度的大小;(2)小球到达B 点时对圆弧轨道的压力大小.答案(1)34mg 5gR 2(2)152mg 解析(1)设水平恒力的大小为F 0,小球所受重力和水平恒力的合力的大小为F ,小球到达C 点时速度的大小为v C ,则F 0mg =tan α,F =mg cos α,由牛顿第二定律得F =m v C 2R,联立并代入数据解得F 0=34mg ,v C =5gR 2(2)设小球到达B 点时速度的大小为v B ,小球由B 到C 的过程中由动能定理可得-2FR =12m v C 2-12m v B 2,代入数据解得v B =52gR 小球在B 点时有F N -F =m v B 2R,解得F N =152mg 由牛顿第三定律可知,小球在B 点时对圆弧轨道的压力大小为F N ′=152mg .。
高中物理动能定理教案
《动能动能定理》教案张海涛教学目标:(一)知识与技能1、理解动能的概念:2、知道动能的定义式,会用动能的定义式进行计算.3、正确理解和运用动能定理分析、解答有关问题。
(二)过程与方法:通过动能定理的演绎推导,使学生对科学研究产生兴趣.(三)情感、态度与价值观:1、培养学生研究物理问题的能力。
2、培养学生尊重科学、尊重事实,养成按科学规律办事的习惯。
教学难点:对动能定理的理解,通过对导出式进行分析,利用功能关系进行引导来突破难点。
教学重点:会用动能定理解决动力学问题。
教学设计及学法:利用学生已有的知识对动能定理进行推导,得到定理的表达形式;启发学生思维;组织学生辨析,提高认识。
教学工具:投影仪与幻灯片若干。
教学过程:(一)引入新课我们在初中对动能这一概念有简单、定性的了解,在学习了功的概念及功和能的关系之后,今天我们再进一步对动能进行研究,定量深入地理解这一概念及其与功的关系。
本节课我们来研究这个问题.(二)新课教学一、探究力做功和动能变化的关系:质量为m 的物体,在恒力F 的作用下经位移s ,速度由原来v1的变为v2,则力F 对物体做功与物体动能的变化有怎样的关系 ?1v 2v F Fs推导:质量为m 的物体,在恒力F 的作用下经位移s ,速度由原来的1v 变为2v ,则力F 对物体做功:二、动能定理:1、内容:合外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
2、数学表达式:E =E E k k k W =∆-合末初或22211122W mv mv =-合3、含义:(1)、W 合为外力做功的“代数和”(2)、E k ∆为动能的增量,△Ek >0时, 动能增加;△Ek <0时,动能减少.4、应用范围:可用于恒力,也可用于变力,既适用于直线运动,也适用于曲线运动。
三、动能定理的讨论:E =E E k k k W =∆-合末初动能定理说明外力功是物体动能变化的量度,其外力可以是一个力,也可以是几个力的合力;若0W 〉合,E E 0k k -〉末初即E E k k 〉末初,说明外力为动力,在动力作用下物体作加速运动:即外力对物体做正功,它的值等于物体动能的增加量。
高三物理教案动能定理及其应用(5篇)
高三物理教案动能定理及其应用(5篇)高三物理教案动能定理及其应用(5篇)作为一位兢兢业业的人民教师,前方等待着我们的是新的机遇和挑战,有必要进行细致的教案准备工作,促进思维能力的发展。
怎样写教学设计才更能起到其作用呢?下面是小编收集整理的教案范文。
欢迎分享!高三物理教案动能定理及其应用(精选篇1)1、研究带电物体在电场中运动的两条主要途径带电物体在电场中的运动,是一个综合力和能量的力学问题,研究的方法与质点动力学相同(仅仅增加了电场力),它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律.研究时,主要可以按以下两条途径分析:(1)力和运动的关系--牛顿第二定律根据带电物体受到的电场力和其它力,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电物体的速度、位移等.这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况.(2)功和能的关系--动能定理根据电场力对带电物体所做的功,引起带电物体的能量发生变化,利用动能定理或从全过程中能量的转化,研究带电物体的速度变化,经历的位移等.这条线索同样也适用于不均匀的电场.2、研究带电物体在电场中运动的两类重要方法(1)类比与等效电场力和重力都是恒力,在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比.例如,垂直射入平行板电场中的带电物体的运动可类比于平抛,带电单摆在竖直方向匀强电场中的运动可等效于重力场强度g值的变化等.(2)整体法(全过程法)电荷间的相互作用是成对出现的,把电荷系统的整体作为研究对象,就可以不必考虑其间的相互作用.电场力的功与重力的功一样,都只与始末位置有关,与路径无关.它们分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化,从电荷运动的全过程中功能关系出发(尤其从静止出发末速度为零的问题)往往能迅速找到解题切入点或简化计算高三物理教案动能定理及其应用(精选篇2)1、与技能:掌握运用动量守恒定律的一般步骤。
2、过程与:知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题,并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。
动能定理一轮复习教案
高三物理总复习—动能定理及其应用1.理解动能定理的确切含义2.熟练运用动能定理分析解决有关问题重点:1.动能定理的确切含义2.动能定理的应用难点:动能定理的应用考点点拨:1.利用动能定理求变力做功2.应用动能定理应该注意的问题3.动能定理在多过程、多体问题中的应用课前自主完成:金榜73页,主干回顾一、对动能定理的理解1.一个物体的动能变化ΔEk与合外力对物体所做功W具有等量代换关系(1)若ΔEk>0,表示合外力对物体做正功。
(2)若ΔEk<0,表示合外力对物体做负功。
(3)若ΔEk=0,表示合外力对物体做功为零。
2.动能定理公式中等号的意义(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:合外力的功是物体动能变化的原因。
3.动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般以地面为参考系。
二、动能定理的应用1.运用动能定理须注意的问题(1)应用动能定理解题时,在分析过程的基础上无需深究物体运动过程中状态变化的细节,只需考虑整个过程的功及过程始末的动能。
(2)若过程包含了几个运动性质不同的分过程,既可分段考虑,也可整个过程考虑.但求功时,有些力不是全过程都作用的,必须根据不同的情况分别对待求出总功,计算时要把各力的功连同符号(正负)一同代入公式。
2.解题步骤(1)选取研究对象,明确它的运动过程。
(2)分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况,然后求各个外力做功的代数和。
(3)明确物体在过程始末状态的动能Ek1和Ek2。
(4)列出动能定理的方程W合=Ek2-Ek1及其他必要的解题方程,进行求解。
题型一应用动能定理求变力的功例1用汽车从井下提重物,重物质量为m,定滑轮高为H,如图5-2-3所示,已知汽车由A点静止开始运动至B点时的速度为v,此时轻绳与竖直方向夹角为θ.这一过程中轻绳的拉力做功多大?变式一个质量为m的小球拴在钢绳的一端,另一端施加大小为F1的拉力作用,在水平面上做半径为R1的匀速圆周运动。
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。
高三物理教案动能定理5篇
高三物理教案动能定理5篇高三物理教案动能定理篇1一、教学任务分析匀速圆周运动是继直线运动后学习的第一个曲线运动,是对如何描述和研究比直线运动复杂的运动的拓展,是力与运动关系知识的进一步延伸,也是以后学习其他更复杂曲线运动(平抛运动、单摆的简谐振动等)的基础。
学习匀速圆周运动需要以匀速直线运动、牛顿运动定律等知识为基础。
从观察生活与实验中的现象入手,使学生知道物体做曲线运动的条件,归纳认识到匀速圆周运动是最基本、最简单的圆周运动,体会建立理想模型的科学研究方法。
通过设置情境,使学生感受圆周运动快慢不同的情况,认识到需要引入描述圆周运动快慢的物理量,再通过与匀速直线运动的类比和多媒体动画的辅助,学习线速度与角速度的概念。
通过小组讨论、实验探究、相互交流等方式,创设平台,让学生根据本节课所学的知识,对几个实际问题进行讨论分析,调动学生学习的情感,学会合作与交流,养成严谨务实的科学品质。
通过生活实例,认识圆周运动在生活中是普遍存在的,学习和研究圆周运动是非常必要和十分重要的,激发学习热情和兴趣。
二、教学目标1、知识与技能(1)知道物体做曲线运动的条件。
(2)知道圆周运动;理解匀速圆周运动。
(3)理解线速度和角速度。
(4)会在实际问题中计算线速度和角速度的大小并判断线速度的方向。
2、过程与方法(1)通过对匀速圆周运动概念的形成过程,认识建立理想模型的物理方法。
(2)通过学习匀速圆周运动的定义和线速度、角速度的定义,认识类比方法的运用。
3、态度、情感与价值观(1)从生活实例认识圆周运动的普遍性和研究圆周运动的必要性,激发学习兴趣和求知欲。
(2)通过共同探讨、相互交流的学习过程,懂得合作、交流对于学习的重要作用,在活动中乐于与人合作,尊重同学的见解,善于与人交流。
三、教学重点难点重点:(1)匀速圆周运动概念。
(2)用线速度、角速度描述圆周运动的快慢。
难点:理解线速度方向是圆弧上各点的切线方向。
四、教学资源1、器材:壁挂式钟,回力玩具小车,边缘带孔的旋转圆盘,玻璃板,建筑用黄沙,乒乓球,斜面,刻度尺,带有细绳连接的小球。
《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。
高中物理《动能定理》教案
高中物理《动能定理》教案一、教学目标1.知识与技能:o理解动能的概念和动能定理的物理意义。
o掌握动能定理的数学表达式和应用方法。
o能够运用动能定理解释和计算有关物理现象和问题。
2.过程与方法:o通过实验和理论推导,让学生感受动能定理的适用条件和重要性。
o引导学生通过逻辑推理和数学计算,深入理解和应用动能定理。
3.情感态度与价值观:o激发学生对动能定理的兴趣,培养学生的科学思维和解决问题的能力。
o通过小组合作和讨论,培养学生的团队协作和沟通能力。
二、教学重点与难点1.教学重点:动能定理的理解和应用。
2.教学难点:动能定理的推导和复杂问题的分析。
三、教学准备1.实验器材:小车、弹簧、斜面、光电门等。
2.多媒体课件:包含动能的概念、动能定理的推导、实验演示、例题解析等。
四、教学过程1.导入新课o通过回顾功和能的关系,引出动能的概念和动能定理的重要性。
o提问学生:“你们知道物体为什么能够运动吗?动能是如何影响物体的运动状态的?”引出本节课的主题。
2.新课内容讲解o动能的概念:解释动能是描述物体运动状态的物理量,与物体的质量和速度有关。
o动能定理的推导:通过理论推导,让学生理解动能定理的物理意义和数学表达式。
强调外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
o动能定理的应用:通过举例和实验演示,让学生感受动能定理在解决实际问题中的应用,如求解变力做功、分析物体运动过程等。
3.实验探究o利用小车、弹簧、斜面等实验器材,设计实验验证动能定理的正确性。
o引导学生观察实验现象,记录实验数据,并进行分析和处理。
4.课堂练习与讨论o出示相关练习题,让学生运用动能定理解答有关问题。
o讨论动能定理在日常生活和科技发展中的应用,如机械能守恒、碰撞问题等。
5.课堂小结o总结本节课的主要内容,强调动能定理的理解和应用方法。
o提醒学生注意动能定理的适用条件和限制,鼓励他们在日常生活中多观察、多思考。
6.布置作业o要求学生完成相关练习题,巩固所学知识。
2024版高考物理一轮复习教材:动能和动能定理教学课件
第2讲 动能和动能定理教材知识萃取1. 如图,在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑,该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h ,其左边缘a 点比右边缘b 点高0.5h 。
若摩托车经过a 点时的动能为E 1,它会落到坑内c 点,c 与a 的水平距离和高度差均为h ;若经过a 点时的动能为E 2,该摩托车恰能越过坑到达b 点。
�2�1等于A.20 B.18C.9.0D.3.01.B 摩托车落到c 点时,根据平抛运动规律有h =v 01t 1,h =12g �12,解得�012=�ℎ2;同理摩托车落到b 点时有�022=9gh 。
又动能E 1=12m �012、E 2=12m �022,所以�2�1=18,故A 、C 、D 项错误,B 项正确。
答案2. 某音乐喷泉一个喷水管的流量为Q =0.04 m 3/s,喷出的水最高可达20 m 的高度,已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3,不计空气阻力和水滴之间的相互作用,用于该喷水管的电动机功率约为A.8.0×103 WB.8.0×104 WC.2.0×103 WD.2.0×104 W2.A 根据题意,水离开管口的速度大小v =2� =2×10×20 m/s=20 m/s,设给喷管喷水的电动机输出功率为P ,很短一段时间Δt 内喷出的水柱的质量m =ρ·V =ρQ Δt ,根据动能定理可得P Δt =12mv 2,代入数据解得P =8.0×103 W,故A 正确,BCD 错误。
答案3. [多选]游乐场有一种儿童滑轨,其竖直剖面示意图如图所示,AB部分是半径为R的四分之一圆弧轨道,BC部分轨道水平。
一质量为m的小孩(可视为质点)从A点由静止滑下,滑到圆弧轨道末端B点时,对轨道的正压力为2.5mg,重力加速度大小为g。
下列说法正确的是A.小孩到达B点时的速度大小为2�B.小孩到达B点时的速度大小为6�2mgRC.小孩从A到B克服摩擦力做的功为14mgRD.小孩从A到B克服摩擦力做的功为12教材素材变式3.BC 根据牛顿第三定律可知,小孩在B点处受到轨道的支持力N=2.5mg,根据牛顿第二定律有N-mg=��2,解得v=6�2,故选项A错误,B正确;根据动能定理有mgR-W f=12mv2,将v=6�2代入可求出小孩从A到B克服摩擦力做的功W f=14mgR,故选项C正确,D错误。
高三物理一轮复习教学案动能定理
第二节动能、动能定理高考要求动能(I)动能定理(II)自主学习一、动能1、物体由于而具有的能叫动能,表达式:E k= 。
2、动能是量,且恒为正值,在国际单位制中,能的单位是。
3、动能是状态量,公式中的速度v一般指速度。
4、动能是由物体质量和速度的大小速率决定的,由于速度是矢量,物体的速度变化,动能变,但动能变,速度变。
例1、下列说法正确的是()A、物体运动的速度越大,则动能越大;B、物体质量越大动能就越大;C、在一同地点相同物体做平抛运动的物体与做自由落体运动的物体落在同一水平面上其动能变化一定相同;D、在一同地点相同物体以相同速率做平抛运动和做斜抛运动落在同一水平面上其动能一定相同:二、动能定理1、动能的增量:△E k=Ek2-Ek1,△E k为正,表示物体的反之,则表示2、动能定理:作用在物体上的等于,即W=3、注意:动能定理可以由牛顿运动定律和运动学公式推出。
但作用在物体上的力无论是什么性质,即无论是恒力还是变力,无论是作直线运动还是曲线运动,动能定理都适用。
4、动能定理最佳应用范围:动能定理主要用于解决变力做功、曲线运动和多过程的动力学问题,对于未知加速度a和时间t,或不需求加速度和时间的动力学问题,一般用动能定理求解为最佳解法。
典型例题:一、单过程应用动能定理:例2、如图,物体置于倾角为37°的斜面底端,在恒定的沿斜面向上的拉力F作用下,由静止开始沿斜面向上运动。
F大小为物重的2倍,斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求物体运动5m时的速度大小。
(g取10m/s2)二、多过程应用动能定理:例3、如图所示,物体在离斜面底端4 m处由静止滑下,若动摩擦因数均为0.5,斜面倾角为37°,斜面与平面间由一小段圆弧连接,求物体能在水平面上滑行多远?例4、如图,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,B、C为水平的,其距离d=0.50m,盆边缘的高度为h=0.30m。
高三动能定理及其应用教案
教学过程一、复习预习1、复习:力对物体做功的表达式及公式的使用范围2、预习:(1)动能(2)动能定理二、知识讲解课程引入:如果一个物体能对外做功,我们就说这个物体具有能量,而物体由于运动而具有的能量叫动能.本节课我们来研究一下动能。
考点/易错点1动能1、定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能。
2、影响动能的大小因素:物体的质量和运动速度3、动能的表达式:212kE mν=说明:动能是一个状态量,所以计算动能时要注意对应时刻的速度。
4、单位:焦耳(J)5、标矢性:它是一个标量。
6、动能的变化:k k k E E E ∆=-末初,它是一个过程量。
考点/易错点2动能定理及其应用设物体的质量为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1ν增加到2ν,地面光滑,如图所示,计算外力F 做的功。
分析:由前面的功的公式可知:W Fl =提问:若F 为变力,如何求力F 所做的功呢?分析:F 做功使物体的动能发生改变,动能改变了多少,F 就做了多少功,因此可以用动能的变化量来表示F 做功22211122F W m m νν=-。
提问:现在地面粗糙又如何计算F 做的功呢?分析:力F 做功不仅使物体的动能发生改变,而且还克服摩擦力做功,因此22211122F f W W m m νν-=-,因此,合外力做功使物体的动能发生改变,且做了多少功动能就变化多少。
1、 动能定理的内容:合外力做的功等于物体动能的变化。
2、 表达式:kW E =∆合即k k W E E =-合末初理解:(1)123W W W W =++⋯+⋯合;W F S=合合(各力位移相同时,可求合外力做的功,各力位移不同时,分别求力做功,然后求代数和)。
(2)反映了物体动能的变化与力对物体所做功之间的因果关系.可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加,物体克服外力做功等于物体动能的减小.所以正功是加号,负功是减号。
(3)它是一个标量式,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.但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况.即动能定理对恒力、变力做功都适用;直线运动与曲线运动也均适用.(4)对动能定理中的位移与速度必须相对同一参照物 3、研究对象:既可以是单个物体也可以是系统。
高三物理第一轮复习教案——动能定理
高考一轮复习——动能定理一、教学目标:1.理解动能定理的确切含义2.熟练运用动能定理分析解决有关问题二、教学重难点:1、重点:(1)动能定理的确切含义(2)动能定理的应用2、难点:动能定理的应用三、考点点拨:1.利用动能定理求变力做功2.应用动能定理应该注意的问题3.动能定理在多体问题中的应用四、教学过程:(一)考点扫描1、知识整合(1)动能:①物体由于 运动 而具有的能量叫动能。
②动能的大小: E k 1 mv 2 。
2③动能是 标量 ,也是状态量。
(2)动能定理:⑴动能定理的内容和表达式: 外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
W 总=ΔE K⑵物理意义:动能定理指出了 功 和 能 的关系,即外力做的总功,对应着物体动能的变化,变化的大小由 外力做的总功 来度量。
我们所说的外力,既可以是重力、弹力、摩擦力,又可以是电场力、磁场力或其他力。
物体动能的变化是指 末动能与初动能的差 。
⑶动能定理的适用条件:动能定理既适用于直线运动,也适用于 曲线运动 。
既适用于恒力做功,也适用于 变力做功 。
力可以是各种性质的力,既可 以同时做用,也可以 分阶段作用 ,只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可,这些正是动能定理解题的优越性所在。
2、重难点阐释(1)应用动能定理解题的基本步骤:①选取研究对象,明确它的运动过程。
②分析研究对象的受力情况和各力做功的情况:受哪些力?每个力是否做功?做正功还是负功?做多少功?然后求各力做功的代数和。
③明确物体在过程的始末状态的动能 E k1 和 E k2ω F④列出动能定理的方程 W 合=E k2-E k1 及其它必要的解题方程,进行求解。
(2)动能定理的理解和应用要点:①动能定理的计算式为 W 合=E k2-E k1,v 和 s 是想对于同一参考系的。
②动能定理的研究对象是单一物体,或者可以看做单一物体的物体系。
③动能定理不仅可以求恒力做功,也可以求变力做功。
在某些问题中由于力 F 的大小发生变化或方向发生变化,中学阶段不能直接利用功的公式 W=FS 来求功,,此时我们利用动能定理来求变力做功。
高三物理一轮复习《功、功率、动能定理》教学设计
让学生回忆计算功的方法。教师归纳:8种方法,区别这8种方法
变力功的计算:小专题PPT
例题教学:讲义P68例1、P69第1小题
二、功率及计算
功率的两种计算方式 和P=Fvcosθ及区别
例题:P69例2
三、机车的两种启动方式
复习机车的两种启动方式
小专题PPT
四、动能及动能定理
1、理解动能
2、推导动能定理
动能定理的理解和应用
学习内容
学生活动
一、功的分析与计算
思考、回忆、倾听、勾画。
归纳和练习
思考、小结。
倾听、理解、练习、改错
倾听、理解、练习、改错
倾听、理解、练习、改错
倾听、理解、练习、改错
练习、倾听、思考、笔记。
练习、改错、
交流讨论。
阅读、理解、归纳
倾听、理解、练习、改错
1、功的正负
让学生回忆如何判断一个力是否做功,估正还是负功。教师归纳:利用力和位移的夹角;利用力和速度的夹角;利用能量
3、理解动能定理
4、应用动能定理解题的基本思路
(1)利用动能定理求变力功
(2)利用动能定理求解多过程问题
例题:P71例4,第7题
学生练习P72:第2、3、4、5题
动能定理小专题练习
教学反思
《功、功率、动能定理》
课题
功、功率、动能定理
课时
5
授课班级
考点、知识点
功、功率Ⅱ
动能和动能定理Ⅱ
学习目标
1.掌握功的计算,会判断功的正负;
2.理解功率的两个公式. 和P=Fv,并能利用功率公式计算平均功率和瞬时功率;
3.会分析机车的两种启动方式;
4.掌握动能定理,并能熟练应用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能定理解决实际问题
高中物理教案动能定理
高中物理教案动能定理
一、教学目标:
1. 理解动能的定义,并能够运用公式计算动能;
2. 掌握动能定理的概念,能够运用公式解决相关问题;
3. 掌握动能定理的应用,能够分析物体运动中的动能变化情况。
二、教学重点和难点:
1. 动能定理的概念和公式;
2. 动能定理在实际问题中的应用。
三、教学准备:
1. 教材:高中物理教科书;
2. 实验器材:弹簧测力计、弹簧、小车等;
3. 多媒体教学设备。
四、教学过程:
引入:通过一个简单的例子引入动能定理的概念,并解释动能的定义和计算方法。
展示:通过实验演示,让学生观察物体在不同速度下的动能变化,并引入动能定理的公式。
练习:让学生进行动能定理相关的计算题目练习,加深对概念和公式的理解。
应用:通过实际问题案例,让学生应用动能定理解决物体运动中的动能变化问题。
总结:回顾动能定理的概念、公式和应用,帮助学生总结本节课的重点知识。
五、课堂讨论和解答:
六、作业布置:
七、课堂小结:本节课主要学习了动能定理的概念和公式,以及在实际问题中的应用,希
望同学们能够熟练掌握相关知识,并能够灵活运用于实际问题的解决中。
高三一轮复习动能定理教学设计
第四单元动能动能定理一。
背景和教学任务简介本节课在上一节对《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。
考虑到是高三第一轮的复习,本节课主要是通过引导学生对动能和动能定理概念和规律的复习,让学生理解动能定理含义,并通过一定量的问题分析,使学生初步掌握应用动能定理解题的一般方法步骤,培养学生分析问题、解决问题的能力。
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,培养辩正唯物主义的分析观点。
三、重点、难点分析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:通过习题引入复习内容,然后通过一个练习让学生讨论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。
教学过程中始终贯彻“以学生为本”的教学理念,采用学生讨论、思考、信息获取、演算、总结及口头表述的方法,突出老师与学生教与学的相互性,力求改变老师一讲到底的传统上课方式,在课堂教学模式上有所突破,同时根据学生的认知过程强化双基教学,提高学生的分析问题基本能力。
教学流程是通过一个简单的练习引出动能和动能定理的复习内容。
以分析做功为线索,通过师生对问题的共同讨论分析,最后由学生讨论、发言,总结出动能定理解题的一般步骤,并且通过巩固练习和思考提示学生进一步掌握应用动能定理解题的方法步骤。
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高考一轮复习——动能定理一、教学目标:1.理解动能定理的确切含义2.熟练运用动能定理分析解决有关问题二、教学重难点:1、重点:(1)动能定理的确切含义(2)动能定理的应用2、难点:动能定理的应用三、考点点拨:1.利用动能定理求变力做功2.应用动能定理应该注意的问题3.动能定理在多体问题中的应用四、教学过程:(一)考点扫描1、知识整合(1)动能:①物体由于_____运动________而具有的能量叫动能。
②动能的大小:221mv E k 。
③动能是 标量 ,也是状态量。
(2)动能定理:⑴动能定理的内容和表达式: 外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
W 总=ΔE K ⑵物理意义:动能定理指出了____功___和____能___的关系,即外力做的总功,对应着物体动能的变化,变化的大小由_____外力做的总功_____来度量。
我们所说的外力,既可以是重力、弹力、摩擦力,又可以是电场力、磁场力或其他力。
物体动能的变化是指____末动能与初动能的差____。
⑶动能定理的适用条件:动能定理既适用于直线运动,也适用于____曲线运动___。
既适用于恒力做功,也适用于_____变力做功_____。
力可以是各种性质的力,既可以同时做用,也可以______分阶段作用____,只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可,这些正是动能定理解题的优越性所在。
2、重难点阐释(1)应用动能定理解题的基本步骤:①选取研究对象,明确它的运动过程。
②分析研究对象的受力情况和各力做功的情况:受哪些力?每个力是否做功?做正功还是负功?做多少功?然后求各力做功的代数和。
③明确物体在过程的始末状态的动能E k1和E k2④列出动能定理的方程W合=E k2-E k1及其它必要的解题方程,进行求解。
(2)动能定理的理解和应用要点:①动能定理的计算式为W合=E k2-E k1,v和s是想对于同一参考系的。
②动能定理的研究对象是单一物体,或者可以看做单一物体的物体系。
③动能定理不仅可以求恒力做功,也可以求变力做功。
在某些问题中由于力F的大小发生变化或方向发生变化,中学阶段不能直接利用功的公式W=FS来求功,,此时我们利用动能定理来求变力做功。
④动能定理不仅可以解决直线运动问题,也可以解决曲线运动问题,而牛顿运动定律和运动学公式在中学阶段一般来说只能解决直线运动问题(圆周和平抛有自己独立的方法)。
⑤在利用动能定理解题时,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(如加速和减速的过程),此时可以分段考虑,也可整体考虑。
如能对整个过程列动能定理表达式,则可能使问题简化。
在把各个力代入公式:W1﹢W2﹢……﹢W n=E k2-E k1时,要把它们的数值连同符号代入,解题时要分清各过程各力做功的情况。
(二)高考要点精析1、利用动能定理求变力做功☆考点点拨应用动能定理求解变力做功是高中阶段最常用的方法。
[例1]一个质量为m的小球拴在钢绳的一端,另一端施加大小为F1的拉力作用,在水平面上做半径为R1的匀速圆周运动今将力的大小改变为F2,使小球仍在水平面上做匀速圆周运动,但半径变为R2,小球运动的半径由R1变为R2过程中拉力对小球做的功。
解析:此题中,绳的拉力作为小球圆周运动的向心力,是变力,求变力做功应使用动能定理,设半径为R1和R2时小球的圆周运动的线速度大小分别为v1和v2,由向心力公式得F1=mv12/R1……①F2=mv22/R2……②由动能定理得:W=mv22/2-mv12/2……③由①②③得:W=(F2R2-F1R1)/2☆考点精炼1.如图所示,一弹簧振子,物块的质量为m,它与水平桌面间的动摩擦因数为μ。
起初,用手按住物块,物块的速度为零,弹簧的伸长量为x。
然后放手,当弹簧的长度回到原长时,物块的速度为v 。
试用动能定理求此过程中弹力所做的功。
2、应用动能定理应该注意的问题☆考点点拨(1)明确研究对象和研究过程,找出始、末状态的速度情况。
(2)要对物体进行正确的受力分析(包括重力、弹力等),明确各力做功的正负。
(3)注意物体运动的阶段性,明确各阶段外力做功的情况。
[例2]质量为M=0.2 kg 的木块放在水平台面上,台面比水平地面高出h =0.20m ,木块离台的右端L =1.7m 。
质量为m =0.10M 的子弹以v 0=180m/s 的速度水平射向木块,当子弹以v =90m/s 的速度水平射出时,木块的速度为v 1=9m/s (此过程作用时间极短,可认为木块的位移为零)。
若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为s =1.6m ,求:(1)木块对子弹所做的功W 1和子弹对木块所做的功W 2 ;(2)木块与台面间的动摩擦因数为μ。
解析:(1)由动能定理得,木块对子弹所做的功为W 12432121202-=-=mv mv J 同理,木块对子弹所做的功为W 21.82121==Mv J (2)木块在台面上滑行阶段对木块用动能定理,设木块离开台面时的速度为v 2, 有:21222121Mv Mv MgL -=-μ 木块离开台面后的平抛阶段,g h v s 22=解得μ=0.50 点评:从本题可以看出:木块对子弹所做的功W 1和子弹对木块所做的功W 2的代数和并不为零。
原因是,功是力对位移的积累,相互作用力大小相等,但位移大小不相等。
从本题还应引起注意的是:不要对系统用动能定理。
在子弹穿过木块阶段,子弹和木块间的一对摩擦力做的总功为负功。
如果对系统在全过程用动能定理,就会把这个负功漏掉。
☆考点精炼2.如图所示,物体从倾斜角为θ的斜面上由A 点从静止滑下,最后停在水平面上的C 物体与斜面和地面间的动摩擦因数都是μ在滑经斜面与水平面的连接点B 时无机械能损失,试求物体在斜面上滑动的距离s 1和在地面上滑行的距离s 2的比值。
3、动能定理在多体问题中的应用☆考点点拨当题中涉及多个物体时,要注意灵活选取研究对象,找出各物体间位移或时间的关系,分别对各物体应用动能定理,必要时列方程组求解。
[例3]质量为M 的机车,牵引质量为m 的车箱在水平轨道上匀速前进,某时刻车箱与机车脱节,机车前进了 L 后,司机才发现,便立即关闭发动机让机车滑行。
假定机车与车厢所受阻力与其重力成正比且恒定。
试求车厢与机车都停止时两者的距离。
解析:此题用动能定理求解比用运动学、牛顿第二定律求解简便。
对车头,脱钩后的全过程用动能定理得:20121)(Mv kMgs L kMg F -=-- 对车箱,脱钩后用动能定理得:20221mv kmgs -=- 而21s s s -=∆,由于原来列车是匀速前进的,所以F =k (M+m )g 由以上方程解得M L m M s )(+=∆。
☆考点精炼3.如图所示:在光滑的水平面上有一平板小车M 正以速度v 向右运动,现将一质量为m 的木块无初速度的放在小车上。
由于木块和小车之间的摩擦力作用,小车的速度将会发生变化,为使小车保持原来的运动速度不变,必须及时对小车施加一个向右的水平力F ,当F 作用一段时间后,小车与木块刚好相对静止时,把它撤开,木块与小车的动摩擦因数为μ,求在上述过程中,水平恒力F 对小车所做的功。
m FM v(三)课堂小结:动能定理在高考中运用的非常广泛,它的运用并没有特定的题型,通常用于比较复杂的运动情况下,运用时,应多注意其运用条件和该注意的问题。
(四)布置作业:1.汽车在平直公路上行驶,在它的速度从零增至v 的过程中,汽车发动机做的功为W 1,在它的速度从v 增大至2v 的过程中,汽车所做的功为W 2,设汽车在行驶过程中发动机的牵引力和所受阻力不变,则有( )A .W 2=2W 1B .W 2=3W 1C .W 2=4W 1D .仅能判断W 2>W 12.如图所示,DO 是水平面,AB 是斜面,初速为v 0的物体从D 点出发沿DBA 滑到A 点且速度刚好为零。
如果斜面改为AC ,让该物体从D 点出发沿DCA 滑到A 点且速度刚好为零,则物体具有初速度(已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零)( )A .大于v 0B .等于v 0C .小于v 0D .取决于斜面的倾角 3.假设汽车紧急刹车制动后所受阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多,当汽车以20m/s 的速度行驶时,突然制动。
它还能继续滑行的距离约为( )A .40mB .20mC .10mD .5m4.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7m g ,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 .m g L /4B .m g L /3C .m g L /2D .m g L5.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7m g ,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 .m g L /4B .m g L /3C .m g L /2D .m g L6. 将小球以初速度v 0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 。
7.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?A B C D O h /10h(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。
8.竖直固定在桌面上的轻质弹簧,原长为L0,质量为m的小球从弹簧上端正上方H处自由落下,碰到弹簧后,使弹簧发生的最大缩短量为△L,求小球具有最大速度时离桌面的高度(弹簧劲度系数为k),以及此后弹簧可能具有的最大弹性势能。
9.如图所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长s=3m,BC 处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C点刚好停止。
求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。
10.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.11.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。