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動(dòng)能定理教學(xué)設(shè)計(jì)篇一
一,、知識(shí)與技能
1、理解動(dòng)能的概念,。
2,、熟練計(jì)算物體的動(dòng)能。
3,、會(huì)用動(dòng)能定理解決力學(xué)問(wèn)題,,掌握用動(dòng)能定理解題的一般步驟。
二,、過(guò)程與方法
1,、運(yùn)用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式,體會(huì)科學(xué)探究的方法,。
2,、理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)習(xí)運(yùn)用動(dòng)能定理分析解決問(wèn)題的方法,。
三,、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1,、通過(guò)演繹推理的過(guò)程,,培養(yǎng)對(duì)科學(xué)研究的興趣。
2,、通過(guò)對(duì)動(dòng)能和動(dòng)能定動(dòng)能和動(dòng)能定理理的演繹推理,,使學(xué)生從中領(lǐng)略到物理等自然學(xué)科中所蘊(yùn)含的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系,反映了自然界的真實(shí)美,。
理解動(dòng)能的概念,,會(huì)用動(dòng)能的定義式進(jìn)行計(jì)算。
1,、探究功與物體速度變化的關(guān)系,,知道動(dòng)能定理的適用范圍,。
2、會(huì)推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式,。
一,、導(dǎo)入新課
傳說(shuō)早在古希臘時(shí)期(公元前200多年)阿基米德曾經(jīng)利用杠桿原理設(shè)計(jì)了投石機(jī),它能將石塊不斷拋向空中,,利用石塊墜落時(shí)的動(dòng)能,,打得敵軍頭破血流。
同學(xué)們思考一下,,為了提高這種裝置的殺傷力,,應(yīng)該從哪方面考慮來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)?學(xué)習(xí)了本節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理,,就能夠理解這種裝置的應(yīng)用原理,。
二、新課教學(xué)
(一)動(dòng)能的表達(dá)式
教師活動(dòng):大屏幕投影問(wèn)題,,可設(shè)計(jì)如下理想化的過(guò)程模型:
設(shè)某物體的質(zhì)量為m,在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力f的作用下發(fā)生一段位移l,,速度由v1增加到v2,,如圖所示。
提出問(wèn)題:
1,、力f對(duì)物體所做的功是多大,?
2、物體的加速度是多大,?
3,、物體的初速度、末速度,、位移之間有什么關(guān)系,?
4、結(jié)合上述三式你能綜合推導(dǎo)得到什么樣的式子,?
推導(dǎo):這個(gè)過(guò)程中,,力f所做的功為w=fl
根據(jù)牛頓第二定律f=ma
而=2al,即l=
把f,、l的表達(dá)式代入w=fl,,可得f做的功w=
也就是w=
根據(jù)推導(dǎo)過(guò)程教師重點(diǎn)提示:
1、動(dòng)能的表達(dá)式:ek=mv2,。
2,、動(dòng)能對(duì)應(yīng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),是狀態(tài)量,。
3,、動(dòng)能的標(biāo)矢性:標(biāo)量,。
4、動(dòng)能的單位:焦(j),。
練習(xí):關(guān)于對(duì)動(dòng)能的理解,,下列說(shuō)法正確的是(abc)。
a.動(dòng)能是機(jī)械能的一種表現(xiàn)形式,,凡是運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能
b.動(dòng)能總為正值
c.一定質(zhì)量的物體,,動(dòng)能變化時(shí),速度一定變化,;但速度變化時(shí),,動(dòng)能不一定變化
d.動(dòng)能不變的物體,一定處于平衡狀態(tài)
(二)動(dòng)能定理
教師:有了動(dòng)能的表達(dá)式后,,前面我們推出的w=,,就可以寫(xiě)成w=ek2—ek1=,其中ek2表示一個(gè)過(guò)程的末動(dòng)能,,ek1表示一個(gè)過(guò)程的初動(dòng)能,。上式表明什么問(wèn)題呢?請(qǐng)同學(xué)們用文字?jǐn)⑹鲆幌隆?/p>
學(xué)生:力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功,,等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化,。
教師:這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)能定理。
1,、動(dòng)能定理的內(nèi)容:力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功,,等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。
2,、動(dòng)能定理的表達(dá)式:w=,。
教師:如果物體受到幾個(gè)力的作用,動(dòng)能定理中的w表示什么意義,?
學(xué)生:如果物體受到幾個(gè)力的作用,,動(dòng)能定理中的w表示的意義是合力做的功。
教師:那么,,動(dòng)能定理更為一般的敘述方法是什么呢,?
學(xué)生:合力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功,等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化,。
3,、對(duì)動(dòng)能定理的理解:
①公式中的w指合外力做的功,也就是總功,。
②動(dòng)能變化量為標(biāo)量,,即末狀態(tài)的動(dòng)能減去初狀態(tài)的動(dòng)能。
③總功的計(jì)算方法,,既可以先求合力,,再求合力的功,;也可以先求出各個(gè)力的功,再求功的代數(shù)和,。
教師:投影展示例題,,學(xué)生分析問(wèn)題,討論探究解決問(wèn)題的方法,。
一架?chē)姎馐斤w機(jī)質(zhì)量為5.0×l03kg,,起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑跑。當(dāng)位移達(dá)到l=5.3×102m時(shí),,速度達(dá)到起飛速度v=60m/s,。在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重力的0.02倍。求飛機(jī)受到的牽引力,。
教師:從現(xiàn)在開(kāi)始我們要逐步掌握用能量的觀點(diǎn)分析問(wèn)題,。就這個(gè)問(wèn)題而言,我們已知的條件是什么,?
學(xué)生:已知初末速度,,初速度為零,而末速度為v=60m/s,,還知道物體的位移為5.3×102m以及受到的阻力是重力的0.02倍,。
教師:我們要分析這類(lèi)問(wèn)題,應(yīng)該從什么地方入手呢,?
生:還是應(yīng)該從受力分析入手。這個(gè)飛機(jī)受力比較簡(jiǎn)單,,豎直方向的重力和地面對(duì)它的支持力合力為零,,水平方向上受到飛機(jī)牽引力和阻力。
教師:分析受力的目的在我們以前解決問(wèn)題時(shí)往往是為了求物體的加速度,,而現(xiàn)在進(jìn)行受力分析的目的是什么呢,?
學(xué)生:目的是為了求合力做的功,根據(jù)物體合力做的功,,我們就可以求解物體受到的牽引力,。
教師:請(qǐng)同學(xué)們把具體的解答過(guò)程寫(xiě)出來(lái)。
投影展示學(xué)生的解答過(guò)程,,幫助能力較差的學(xué)生完成解題過(guò)程,。
解題過(guò)程參考
解:飛機(jī)的初動(dòng)能ek1=0,末動(dòng)能ek2=
合力f做的功w=fl
根據(jù)動(dòng)能定理,,有fl=
合力f為牽引力f牽和阻力f阻之差,,而阻力和重力的關(guān)系為f阻=kmg(其中k=0.02)所以:
f=f牽–kmg
代入上式后解出
f牽=
把數(shù)值代入后得到
f牽=1.8×104n
飛機(jī)受到的牽引力是1.8×104n。
教師:用動(dòng)能定理和我們以前解決這類(lèi)問(wèn)題的方法相比較,,動(dòng)能定理的優(yōu)點(diǎn)在哪里,?
學(xué)生1:動(dòng)能定理不涉及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間,,用它來(lái)處理問(wèn)題要比牛頓定律方便。
學(xué)生2:動(dòng)能定理能夠解決變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,,而牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決這樣一類(lèi)問(wèn)題非常困難,。
教師:下面大家總結(jié)一下用動(dòng)能定理解決問(wèn)題的一般步驟。
(投影展示學(xué)生的解決問(wèn)題的步驟,,指出不足,,完善問(wèn)題。)
用動(dòng)能定理解題的一般步驟:
1.明確研究對(duì)象,、研究過(guò)程,,找出初末狀態(tài)的速度情況。
2.要對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析,,明確各個(gè)力的做功大小及正負(fù)情況,。
3.明確初末狀態(tài)的動(dòng)能。
4.由動(dòng)能定理列方程求解,,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論,。
教師:請(qǐng)同學(xué)們參考用動(dòng)能定理解題的一般步驟分析計(jì)算教材p73—74例題2。
提問(wèn)并點(diǎn)評(píng),,展示規(guī)范的解答過(guò)程,。
練習(xí):
1.關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力的功,、運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的變化,,下列說(shuō)法正確的是()。
a.運(yùn)動(dòng)物體所受的合力不為零,,合力必做功,,則物體的動(dòng)能一定要變化
b.運(yùn)動(dòng)物體所受的合力為零,物體的動(dòng)能一定不變
c.運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能保持不變,,則該物體所受合力一定為零
d.運(yùn)動(dòng)物體所受合力不為零,,則該物體一定做變速運(yùn)動(dòng)
答案:bd
2.質(zhì)量不同而具有相同動(dòng)能的兩個(gè)物體,在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平面上滑行到停止,,則(),。
a.質(zhì)量大的滑行的距離大
b.質(zhì)量大的滑行的時(shí)間短
c.它們滑行的時(shí)間一樣大
d.它們克服阻力做的功一樣大
答案:bd
三、課堂小結(jié)
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了:
1,、物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能,,動(dòng)能可用ek來(lái)表示,物體的動(dòng)能等于物體的質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半,。
2,、動(dòng)能是標(biāo)量,也是狀態(tài)量,。
3,、動(dòng)能定理是根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出來(lái)的,。
4、動(dòng)能定理中所說(shuō)的外力,,既可以是重力,、彈力、摩擦力,,也可以是任何其他的力,,動(dòng)能定理中的w是指所有作用在物體上的外力的合力的功。
5,、動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的,,但對(duì)于外力是變力,物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況同樣適用,。
課堂練習(xí)
1,、在下列幾種情況中,甲乙兩物體的動(dòng)能相等的是(),。
a.甲的速度是乙的`2倍,,甲的質(zhì)量是乙的
b.甲的質(zhì)量是乙的2倍,甲的速度是乙的
c.甲的質(zhì)量是乙的4倍,,甲的速度是乙的
d.質(zhì)量相同,,速度大小也相同,但甲向東運(yùn)動(dòng),,乙向西運(yùn)動(dòng)
答案:cd
2,、一個(gè)小球從高處自由落下,則球在下落過(guò)程中的動(dòng)能(),。
a.與它下落的距離成正比
b.與它下落距離的平方成正比
c.與它運(yùn)動(dòng)的時(shí)間成正比
d.與它運(yùn)動(dòng)的時(shí)間平方成正比
答案:ad
3,、一顆質(zhì)量為10g的子彈,射入土墻后停留在0.5m深處,,若子彈在土墻中受到的平均阻力是6400n。子彈射入土墻前的動(dòng)能是______j,,它的速度是______m/s,。
答案:3200800
4、甲,、乙兩物體的質(zhì)量之比為,,它們分別在相同力的作用下沿光滑水平面從靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩個(gè)物體通過(guò)的路程相等時(shí),,則甲,、乙兩物體動(dòng)能之比為_(kāi)_____。
答案:1:1
5,、一顆質(zhì)量m=10g的子彈,,以速度v=600m/s從槍口飛出,,子彈飛出槍口時(shí)的動(dòng)能為多大?若測(cè)得槍膛長(zhǎng)s=0.6m,,則火藥引爆后產(chǎn)生的高溫高壓氣體在槍膛內(nèi)對(duì)子彈的平均推力多大,?
答案:子彈的動(dòng)能為:=1800j
平均推力做的功:,所以,,f=3000n
五,、布置作業(yè)
教材p74問(wèn)題與練習(xí)第3、4,、5題,。
動(dòng)能定理教學(xué)設(shè)計(jì)篇二
一、教材分析
《動(dòng)能和動(dòng)能定理》主要學(xué)習(xí)一個(gè)物理概念:動(dòng)能,;一個(gè)物理規(guī)律:動(dòng)能定理,。從知識(shí)與技能上要掌握動(dòng)能表達(dá)式及其相關(guān)決定因素,動(dòng)能定理的物理意義和實(shí)際的應(yīng)用,。
過(guò)程與方法上,,利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和恒力功知識(shí)推導(dǎo)動(dòng)能定理,理解“定理”的意義,,并深化理解第五節(jié)探究性實(shí)驗(yàn)中形成的結(jié)論 ,;
通過(guò)例題1的分析,理解恒力作用下利用動(dòng)能定理解決問(wèn)題優(yōu)越于牛頓運(yùn)動(dòng)定律,,在課程資源的開(kāi)發(fā)與優(yōu)化和整合上,,要讓學(xué)生在課堂上切實(shí)進(jìn)行兩種方法的相關(guān)計(jì)算,在例題1后,,要補(bǔ)充合力功和曲線運(yùn)動(dòng)中變力功的相關(guān)計(jì)算,;
通過(guò)例題2的探究,理解正負(fù)功的物理意義,,初步從能量守恒與轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)功,。
在態(tài)度情感與價(jià)值觀上,在嘗試解決程序性問(wèn)題的過(guò)程中,,體驗(yàn)物理學(xué)科既是基于實(shí)驗(yàn)探究的一門(mén)實(shí)驗(yàn)性學(xué)科,,同時(shí)也是嚴(yán)密數(shù)學(xué)語(yǔ)言邏輯的學(xué)科,只有兩種方法體系并重,,才能有效地認(rèn)識(shí)自然,,揭示客觀世界存在的物理規(guī)律。
1,、教學(xué)地位
通過(guò)初中的學(xué)習(xí),,對(duì)功和動(dòng)能概念已經(jīng)有了相關(guān)的認(rèn)識(shí),通過(guò)第六節(jié)的實(shí)驗(yàn)探究,認(rèn)識(shí)到做功與物體速度變化的關(guān)系 ,。將本節(jié)課設(shè)計(jì)成一堂理論探究課有著積極的意義,。因?yàn)橥ㄟ^(guò)“動(dòng)能定理”的學(xué)習(xí),深化理解“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”,,并在解釋功能關(guān)系上有著深遠(yuǎn)的意義,。為此設(shè)計(jì)如下目標(biāo):
2、教學(xué)目標(biāo)
(一),、知識(shí)與技能
1,、理解動(dòng)能的概念,并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,;
2,、理解動(dòng)能定理的物理意義,能進(jìn)行相關(guān)分析與計(jì)算,;
3,、深化性理解 的物理含義,區(qū)別共點(diǎn)力作用與多方物理過(guò)程下 的表述形式,;
(二),、過(guò)程與方法
1、掌握恒力作用下動(dòng)能定理的推導(dǎo),;
2,、體會(huì)變力作用下動(dòng)能定理解決問(wèn)題的優(yōu)越性;
(三),、情感態(tài)度與價(jià)值觀
體會(huì)“狀態(tài)的變化量量度復(fù)雜過(guò)程量”這一物理思想,;感受數(shù)學(xué)語(yǔ)言對(duì)物理過(guò)程描述的簡(jiǎn)潔美;
3,、教學(xué)重點(diǎn),、難點(diǎn)的確定:
重點(diǎn):對(duì)動(dòng)能公式和動(dòng)能定理的理解與應(yīng)用。
難點(diǎn):通過(guò)對(duì)動(dòng)能定理的理解,,加深對(duì)功,、能關(guān)系的認(rèn)識(shí)。
教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn):動(dòng)能定理的推導(dǎo)
二,、教法,、學(xué)法和教具的選擇
依據(jù)《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中要通過(guò)問(wèn)題探究的方式,,強(qiáng)化學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中基于問(wèn)題探究的過(guò)程性體驗(yàn),,為此,,采取“任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)”設(shè)計(jì)程序化的問(wèn)題,,有效引導(dǎo)學(xué)生自主、合作和有效的探究性學(xué)習(xí)。為此,,在教學(xué)設(shè)計(jì)中重點(diǎn)突出三個(gè)環(huán)節(jié):“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下學(xué)生對(duì)教材的理解與相關(guān)內(nèi)容的把握”,、“問(wèn)題解決中對(duì)物理規(guī)律的深化理解”、“引申性提高中對(duì)物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)以及對(duì)物理場(chǎng)景的提煉與物理規(guī)律的深化性應(yīng)用”,。所以任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)成為本節(jié)課重要的教學(xué)方式,,同時(shí)采取有軌嘗試和探究釋疑教學(xué)法;
學(xué)生的學(xué)法采?。喝蝿?wù)驅(qū)動(dòng)式和自主合作探究式,;
選取多媒體演示動(dòng)態(tài)物理過(guò)程、展示嘗試練習(xí)題和“任務(wù)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題”
本節(jié)課為一課時(shí),。
三,、教學(xué)程序
為此設(shè)計(jì)成9個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié):創(chuàng)設(shè)情景,導(dǎo)入新課,;任務(wù)驅(qū)動(dòng),,感知教材;反饋練習(xí),,有軌嘗試,;合作探究,指導(dǎo)監(jiān)控,;釋疑解惑,;典型引路;反饋練習(xí),,自我評(píng)價(jià),;內(nèi)化反思,自我小節(jié),;教師總結(jié),,布置作業(yè)。
基于舊知的復(fù)習(xí),,提出以下問(wèn)題:
【提出問(wèn)題,、導(dǎo)入新課】通過(guò)橡皮筋對(duì)小車(chē)做功,探究“功與物體速度的變化關(guān)系”,,得出了 ,,但具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式應(yīng)當(dāng)是什么?本節(jié)課我們將一起探討這一問(wèn)題,。板書(shū)1
【任務(wù)驅(qū)動(dòng),,感知教材】給出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材,,并帶著這些問(wèn)題在學(xué)習(xí)小組內(nèi)進(jìn)行合作性學(xué)習(xí),,進(jìn)行兵教兵,,實(shí)現(xiàn)基本問(wèn)題學(xué)生自學(xué)掌握。
在這一過(guò)程中教師一定要不斷地巡回指導(dǎo)個(gè)學(xué)習(xí)小組的討論與合作性學(xué)習(xí),,以學(xué)生的身份認(rèn)真積極地參與討論,。教師要收集一些問(wèn)題,為釋疑解惑收集素材,,進(jìn)行有效地點(diǎn)撥服務(wù),。時(shí)間控制在10min內(nèi)。為此設(shè)計(jì)了四個(gè)程序性問(wèn)題,,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)教材的感知與理解,。
1、動(dòng)能 與什么有關(guān),?等質(zhì)量的兩物體以相同的速率相向而行,,試比較兩物體的動(dòng)能?如果甲物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),,乙物體做曲線運(yùn)動(dòng)呢,?
已知 , ,,甲乙兩物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否相同,?動(dòng)能呢?
車(chē)以速度 做勻速直線運(yùn)動(dòng),,車(chē)內(nèi)的人以相對(duì)于車(chē) 向車(chē)前進(jìn)的方向走動(dòng),,分別以車(chē)和地面為參照物,描述的 是否相同,?說(shuō)明了什么,?通過(guò)以上問(wèn)題你得出什么結(jié)論?
2,、動(dòng)能定理推導(dǎo)時(shí),,如果在實(shí)際水平面上運(yùn)動(dòng),摩擦力為 ,,如何推導(dǎo),?
如果在實(shí)際水平面上 先作用一段時(shí)間,發(fā)生的位移 ,,爾后撤去,,再運(yùn)動(dòng) 停下來(lái),如何表述 ,?
3,、試采用牛頓運(yùn)動(dòng)定律方法求解教材的例題1,并比較兩種方法的優(yōu)劣,?
4,、做正功與做負(fù)功表現(xiàn)的現(xiàn)象是什么,?本質(zhì)上是什么?表述你的看法,。
【合作探究,分享交流】時(shí)間控制在8min內(nèi),;
〖有軌嘗試〗教材 :1.2.3;時(shí)間控制在4min內(nèi),;
【互動(dòng)交流,填寫(xiě)教學(xué)案】時(shí)間控制在3min內(nèi),;
【精講點(diǎn)撥,,釋疑解惑】著眼于知識(shí)內(nèi)容的挖掘與適當(dāng)?shù)耐卣埂r(shí)間控制在6min內(nèi),。
⑴ 的理解:如果物體受到多個(gè)共點(diǎn)力作用,,同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)撤銷(xiāo),則: ,;
像例題1所給出的物理場(chǎng)景下,,運(yùn)用動(dòng)能定理求解合力功,通過(guò)受力分析圖又可以進(jìn)一步求解某一分力,。同學(xué)們對(duì)教材68頁(yè)“動(dòng)能定理不涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的加速度和時(shí)間,,因此用它處理問(wèn)題常常比較方便”。
如果發(fā)生在多方物理過(guò)程中,,不同過(guò)程作用力個(gè)數(shù)不相同,,則:
⑵對(duì)標(biāo)量性的認(rèn)識(shí):
⑶對(duì)“增加”一詞的理解;
⑷對(duì)狀態(tài)變化量與過(guò)程量的理解:
⑸對(duì) 的理解,;
⑹適用范圍的理解,;
動(dòng)能定理教學(xué)設(shè)計(jì)篇三
一。教學(xué)目標(biāo)
1,、知識(shí)目標(biāo)
(1) 理解什么是動(dòng)能,; (2) 知道動(dòng)能公式ek?12mv,會(huì)用動(dòng)能公式進(jìn)行計(jì)算,; 2(3) 理解動(dòng)能定理及其推導(dǎo)過(guò)程,,會(huì)用動(dòng)能定理分析、解答有關(guān)問(wèn)題,。 2.能力目標(biāo)
(1) 運(yùn)用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式,; (2) 理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力,。 3.情感目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣
二,。重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):本節(jié)重點(diǎn)是對(duì)動(dòng)能公式和動(dòng)能定理的理解與應(yīng)用。
難點(diǎn):動(dòng)能定理中總功的分析與計(jì)算在初學(xué)時(shí)比較困難,,應(yīng)通過(guò)例題逐步提高學(xué)生解決該問(wèn)題的能力,。
通過(guò)動(dòng)能定理進(jìn)一步加深功與能的關(guān)系的理解,,讓學(xué)生對(duì)功、能關(guān)系有更全面,、深刻的認(rèn)識(shí),。
三。教具
投影儀與幻燈片若干,。 多媒體教學(xué)演示課件
四,。教學(xué)過(guò)程
1、引入新課
初中我們?cè)鴮?duì)動(dòng)能這一概念有簡(jiǎn)單,、定性的了解,,在學(xué)習(xí)了功的概念及功和能的關(guān)系之后,我們?cè)龠M(jìn)一步對(duì)動(dòng)能進(jìn)行研究,,定量,、深入地理解這一概念及其與功的關(guān)系。
2,、內(nèi)容組織
(1)什么是動(dòng)能,?它與哪些因素有關(guān)?(可請(qǐng)學(xué)生舉例回答,,然后總結(jié)作如下板書(shū)) 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能,,它與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。
舉例:運(yùn)動(dòng)物體可對(duì)外做功,,質(zhì)量和速度越大,,動(dòng)能就越大,物體對(duì)外做功的能力也越強(qiáng),。所以說(shuō)動(dòng)能表征了運(yùn)動(dòng)物體做功的一種能力,。
(2)動(dòng)能公式
動(dòng)能與質(zhì)量和速度的定量關(guān)系如何呢?我們知道,,功與能密切相關(guān),。因此我們可以通過(guò)做功來(lái)研究能量。外力對(duì)物體做功使物體運(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能,。
下面研究一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能是多少,?
如圖:光滑水平面上一物體原來(lái)靜止,質(zhì)量為m,,此時(shí)動(dòng)能是多少,?(因?yàn)槲矬w沒(méi)有運(yùn)動(dòng),所以沒(méi)有動(dòng)能),。
在恒定外力f作用下,,物體發(fā)生一段位移s,得到速度v,,這個(gè)過(guò)程中外力做功多少,?物體獲得了多少動(dòng)能,?
v212?mv 外力做功w=fs=ma×
2a2由于外力做功使物體得到動(dòng)能,所以動(dòng)能與質(zhì)量和速度的定量關(guān)系:
用ek表示動(dòng)能,,則計(jì)算動(dòng)能的公式為:ek?它的速度平方的乘積的一半,。
由以上推導(dǎo)過(guò)程可以看出,動(dòng)能與功一樣,,也是標(biāo)量,,不受速度方向的影響。它在國(guó)際單位制中的單位也是焦耳(j),。一個(gè)物體處于某一確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),它的動(dòng)能也就對(duì)應(yīng)于某一確定值,,因此動(dòng)能是狀態(tài)量,。
下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,加深同學(xué)對(duì)動(dòng)能概念及公式的理解,。
試比較下列每種情況下,,甲、乙兩物體的動(dòng)能:(除下列點(diǎn)外,,其他情況相同) ① 物體甲的速度是乙的兩倍,;
② 物體甲向北運(yùn)動(dòng),乙向南運(yùn)動(dòng),; ③ 物體甲做直線運(yùn)動(dòng),,乙做曲線運(yùn)動(dòng);
④ 物體甲的質(zhì)量是乙的一半,。
總結(jié):動(dòng)能是標(biāo)量,,與速度方向無(wú)關(guān);動(dòng)能與速度的平方成正比,,因此速度對(duì)動(dòng)能的影響更大,。
(3)動(dòng)能定理
12mv就是物體獲得的動(dòng)能,這樣我們就得到了212mv,。即物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟2①動(dòng)能定理的推導(dǎo)
將剛才推導(dǎo)動(dòng)能公式的例子改動(dòng)一下:假設(shè)物體原來(lái)就具有速度v1,,且水平面存在摩擦力f,在外力f作用下,,經(jīng)過(guò)一段位移s,,速度達(dá)到v2,如圖2,,則此過(guò)程中,,外力做功與動(dòng)能間又存在什么關(guān)系呢?
外力f做功:w1=fs 摩擦力f做功:w2=-fs 外力做的總功為:
2v2?v121212w總=fs?fs?ma??mv2?mv1?ek2?ek1??ek
2a22可見(jiàn),,外力對(duì)物體做的總功等于物體在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的增量,。其中f與物體運(yùn)動(dòng)同向,,它做的功使物體動(dòng)能增大;f與物體運(yùn)動(dòng)反向,,它做的功使物體動(dòng)能減少,。它們共同作用的結(jié)果,導(dǎo)致了物體動(dòng)能的變化,。
問(wèn):若物體同時(shí)受幾個(gè)方向任意的外力作用,,情況又如何呢?引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出正確結(jié)論并板書(shū):
外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的增加,,這個(gè)結(jié)論叫動(dòng)能定理,。
用w總表示外力對(duì)物體做的總功,用ek1表示物體初態(tài)的動(dòng)能,,用ek2表示末態(tài)動(dòng)能,,則動(dòng)能定理表示為:w總=ek2?ek1??ek
②對(duì)動(dòng)能定理的理解
動(dòng)能定理是學(xué)生新接觸的力學(xué)中又一條重要規(guī)律,應(yīng)立即通過(guò)舉例及分析加深對(duì)它的理解,。
a.對(duì)外力對(duì)物體做的總功的理解
有的力促進(jìn)物體運(yùn)動(dòng),,而有的力則阻礙物體運(yùn)動(dòng)。因此它們做的功就有正,、負(fù)之分,,總功指的是各外力做功的代數(shù)和;又因?yàn)閣總=w1+w2+?=f1·s+f2·s+?=f合·s,,所以總功也可理解為合外力的功,。
b.對(duì)該定理標(biāo)量性的認(rèn)識(shí)
因動(dòng)能定理中各項(xiàng)均為標(biāo)量,因此單純速度方向改變不影響動(dòng)能大小,。如勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,,合外力方向指向圓心,與位移方向始終保持垂直,,所以合外力做功為零,,動(dòng)能變化亦為零,并不因速度方向改變而改變,。
c.對(duì)定理中“增加”一詞的理解 由于外力做功可正,、可負(fù),因此物體在一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能可增加,,也可能減少,。因而定理中“增加”一詞,并不表示動(dòng)能一定增大,,它的確切含義為未態(tài)與初態(tài)的動(dòng)能差,,或稱(chēng)為“改變量”。數(shù)值可正,可負(fù),。
d.對(duì)狀態(tài)與過(guò)程關(guān)系的理解
功是伴隨一個(gè)物理過(guò)程而產(chǎn)生的,,是過(guò)程量;而動(dòng)能是狀態(tài)量,。動(dòng)能定理表示了過(guò)程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系,。
(4)例題講解或討論
主要針對(duì)本節(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)——?jiǎng)幽芏ɡ恚m當(dāng)舉例,,加深學(xué)生對(duì)該定理的理解,,提高應(yīng)用能力。
例1.一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),,下列說(shuō)法正確的是(
) a.合外力一定對(duì)物體做功,,使物體動(dòng)能改變 b.物體所受合外力一定不為零
c.合外力一定對(duì)物體做功,但物體動(dòng)能可能不變 d.物體加速度一定不為零
此例主要考察學(xué)生對(duì)涉及力,、速度,、加速度、功和動(dòng)能各物理量的牛頓定律和動(dòng)能定理的理解,。只要考慮到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的例子,,很容易得到正確答案b,、d,。
例2.在水平放置的長(zhǎng)直木板槽中,一木塊以6.0米/秒的初速度開(kāi)始滑動(dòng),?;?.0米后速度減為4.0米/秒,若木板槽粗糙程度處處相同,,此后木塊還可以向前滑行多遠(yuǎn),?
此例是為加深學(xué)生對(duì)負(fù)功使動(dòng)能減少的印象,需正確表示動(dòng)能定理中各物理量的正負(fù),。解題過(guò)程如下:
設(shè)木板槽對(duì)木塊摩擦力為f,,木塊質(zhì)量為m,據(jù)題意使用動(dòng)能定理有: -fs1=ek2-ek1,, 即-f·4=-fs2=0-ek2,, 即-fs2=-
12
2m(4-6) 212
m4 2二式聯(lián)立可得:s2=3.2米,即木塊還可滑行3.2米,。
此題也可用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓定律來(lái)求解,,但過(guò)程較繁,建議布置學(xué)生課后作業(yè),,并比較兩種方法的優(yōu)劣,,看出動(dòng)能定理的優(yōu)勢(shì)。
例3.如圖,,在水平恒力f作用下,,物體沿光滑曲面從高為h1的a處運(yùn)動(dòng)到 高為h2的b處,,若在a處的速度為va,b處速度為vb,,則ab的水平距離為多大,?
可先讓學(xué)生用牛頓定律考慮,遇到困難后,,再指導(dǎo)使用動(dòng)能定理,。
a到b過(guò)程中,物體受水平恒力f,,支持力n和重力mg的作用,。三個(gè)力做功分別為fs,0和-mg(h2-hl),,所以動(dòng)能定理寫(xiě)為:
122m(vb?va) 2m122?(vb?va)〕解得
s?〔g(h2?h1)
f2fs-mg(h2-h1)=從此例可以看出,,以我們現(xiàn)在的知識(shí)水平,牛頓定律無(wú)能為力的問(wèn)題,,動(dòng)能定理可以很方便地解決,,其關(guān)鍵就在于動(dòng)能定理不計(jì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中瞬時(shí)細(xì)節(jié)。
通過(guò)以上三例總結(jié)一下動(dòng)能定理的應(yīng)用步驟: (1)明確研究對(duì)象及所研究的物理過(guò)程,。
(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,,并確定各力所做的功,求出這些力的功的代數(shù)和,。 (3)確定始,、末態(tài)的動(dòng)能。(未知量用符號(hào)表示),,根據(jù)動(dòng)能定理列出方程
w總=ek2?ek1
(4)求解方程,、分析結(jié)果 我們用上述步驟再分析一道例題。
例4.如圖所示,,用細(xì)繩連接的a,、b兩物體質(zhì)量相等,a位于傾角為30°的斜面上,,細(xì)繩跨過(guò)定滑輪后使a,、b均保持靜止,然后釋放,,設(shè)a與斜面間的滑動(dòng)摩擦力為a受重力的0.3倍,,不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩擦,求b下降1米時(shí)的速度大小,。
讓學(xué)生自由選擇研究對(duì)象,,那么可能有的同學(xué)分別選擇a、b為研究對(duì)象,而有了則將a,、b看成一個(gè)整體來(lái)分析,,分別請(qǐng)兩位方法不同的學(xué)生在黑板上寫(xiě)出解題過(guò)程:
解法一:對(duì)a使用動(dòng)能定理 ts-mgs·sin30°-fs=
1
2mv 2對(duì)b使用動(dòng)能定理(mg—t)s =三式聯(lián)立解得:v=1.4米/秒
12
mv
且f =0.3mg 2解法二:將a、b看成一整體,。(因二者速度,、加速度大小均一樣),此時(shí)拉力t為內(nèi)力,, 求外力做功時(shí)不計(jì),,則動(dòng)能定理寫(xiě)為:
mgs-mgs·sin30°-fs=f =0.3mg 解得:v=1.4米/秒
可見(jiàn),結(jié)論是一致的,,而方法二中受力體的選擇使解題過(guò)程簡(jiǎn)化,,因而在使用動(dòng)能定理時(shí)要適當(dāng)選取研究對(duì)象。
3,、課堂小結(jié)
1,、對(duì)動(dòng)能概念和計(jì)算公式再次重復(fù)強(qiáng)調(diào)。
2,、對(duì)動(dòng)能定理的內(nèi)容,,應(yīng)用步驟,適用問(wèn)題類(lèi)型做必要總結(jié),。
3,、通過(guò)動(dòng)能定理,再次明確功和動(dòng)能兩個(gè)概念的區(qū)別和聯(lián)系,、加深對(duì)兩個(gè)物理量的理解,。
動(dòng)能定理教學(xué)設(shè)計(jì)篇四
【教學(xué)目標(biāo)】
一,、知識(shí)與技能
1,、理解動(dòng)能的概念,利用動(dòng)能定義式進(jìn)行計(jì)算,,并能比較不同物體的動(dòng)能,;
2、理解動(dòng)能定理表述的物理意義,,并能進(jìn)行相關(guān)分析與計(jì)算,;
3、深化性理解的物理含義,,區(qū)別共點(diǎn)力作用與多方物理過(guò)程下的表述,;
二、過(guò)程與方法
1,、掌握恒力作用下利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功的公式推導(dǎo)動(dòng)能定理,;
2、理解恒力作用下牛頓運(yùn)動(dòng)定律理與動(dòng)能定理處理問(wèn)題的異同點(diǎn),體會(huì)變力作用下動(dòng)能定理解決問(wèn)題的優(yōu)越性,;
三,、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、感受物理學(xué)中定性分析與定量表述的關(guān)系,,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言推理的簡(jiǎn)潔美,;
2、體會(huì)從特殊到一般的研究方法,;
【教學(xué)重,、難點(diǎn)】
動(dòng)能定理的理解與深化性應(yīng)用
【教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)】
動(dòng)能定理的推導(dǎo)
【教學(xué)過(guò)程】
一、提出問(wèn)題,、導(dǎo)入新課
通過(guò)探究“功與物體速度的變化關(guān)系”,,從圖像中得出,但具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式是什么,?
二,、任務(wù)驅(qū)動(dòng),感知教材
1,、動(dòng)能與什么有關(guān),?等質(zhì)量的兩物體以相同的速率相向而行,試比較兩物體的動(dòng)能,?如果甲物體作勻速直線運(yùn)動(dòng),,乙物體做曲線運(yùn)動(dòng)呢?
已知,,甲乙兩物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否相同,?動(dòng)能呢?
車(chē)以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),,車(chē)內(nèi)的人以相對(duì)于車(chē)向車(chē)前進(jìn)的方向走動(dòng),,分別以車(chē)和地面為參照物,描述的是否相同,?說(shuō)明了什么,?
通過(guò)以上問(wèn)題你得出什么結(jié)論?
2,、動(dòng)能定理推導(dǎo)時(shí),,如果在實(shí)際水平面上運(yùn)動(dòng),摩擦力為,,如何推導(dǎo),?
如果在實(shí)際水平面上先作用一段時(shí)間,發(fā)生的位移,,爾后撤去,,再運(yùn)動(dòng)停下來(lái),,如何表述?
3,、試采用牛頓運(yùn)動(dòng)定律方法求解教材的例題1,,并比較兩種方法的優(yōu)劣?
三,、作探究,,分享交流
(嘗試練習(xí)1)
教材:
1、
2,、3
四,、釋疑解惑
(一)動(dòng)能
1、定義:_______________________;
2,、公式表述:_______________________;
3,、理解
⑴狀態(tài)物理量→能量狀態(tài);→機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài),;
⑵標(biāo)量性:大小,,無(wú)負(fù)值;
⑶相對(duì)性:相對(duì)于不同的參照系,,的結(jié)果往往不相同,;
⑷,表示動(dòng)能增加,,合力作為動(dòng)力,,反之做負(fù)功;
(二)動(dòng)能定理
1,、公式的推導(dǎo):
2,、表述:
3、理解: ⑴對(duì)外力對(duì)物體做的總功的理解:有的力促進(jìn)物體運(yùn)動(dòng),,而有的力則阻礙物體運(yùn)動(dòng),。因此它們做的功就有正、負(fù)之分,,總功指的是各外力做功的代數(shù)和,;又因?yàn)?,所以總功也可理解為合外力的功,。即:如果物體受到多個(gè)共點(diǎn)力作用,同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)撤銷(xiāo),,則:,;如果發(fā)生在多方物理過(guò)程中,不同過(guò)程作用力個(gè)數(shù)不相同,,則:,。
例題1:如圖所示,,用拉力作用在質(zhì)量為的物體上,拉力與水平方向成角度,,物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),,滑行后撤掉 ,物體與地面之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為,,求:撤掉時(shí),,木箱的速度?木箱還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn),?
如果拉力的方向改為斜向下,,求再滑行的位移?
如果拉力改為水平,,路面不同段滑動(dòng)摩擦系數(shù)是不一樣的,,如何表示
解析:
⑵對(duì)該定理標(biāo)量性的認(rèn)識(shí):因動(dòng)能定理中各項(xiàng)均為標(biāo)量,因此單純速度方向改變不影響動(dòng)能大小,。如用細(xì)繩拉著一物體在光滑桌面上以繩頭為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,,合外力方向指向圓心,與位移方向始終保持垂直,,所以合外力做功為零,,動(dòng)能變化亦為零,并不因速度方向改變而改變,。
⑶對(duì)定理中“增加”一詞的理解:由于外力做功可正,、可負(fù),因此物體在一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能可增加,,也可能減少,。因而定理中“增加”一詞,并不表示動(dòng)能一定增大,,它的確切含義為末態(tài)與初態(tài)的動(dòng)能差,,或稱(chēng)為“改變量”。數(shù)值可正,,可負(fù),。
⑷對(duì)狀態(tài)與過(guò)程關(guān)系的理解:功是伴隨一個(gè)物理過(guò)程而產(chǎn)生的,是過(guò)程量,;而動(dòng)能是狀態(tài)量,。動(dòng)能定理表示了過(guò)程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。
⑸動(dòng)能定理中所說(shuō)的外力,,既可以是重力,、彈力、摩擦力,、也可以是任何其他的力,,動(dòng)能定理中的w是指所有作用在物體上的外力的合力的功,。
⑹動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的,但對(duì)于外力是變力,,物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況同樣適用,。
五、典型引路
例題2:如圖所示,,一質(zhì)量為的物體,,從傾角為,高度為的斜面頂端點(diǎn)無(wú)初速度地滑下,,到達(dá)點(diǎn)后速度變?yōu)?,然后又在水平地面上滑行位移后停在處?/p>
求:
1、物體從點(diǎn)滑到點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力做的功,?
2,、物體與水平地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)? 3.如果把物體從點(diǎn)拉回到原出發(fā)點(diǎn),,拉力至少要做多少功,?
引伸思考:物體沿斜面下滑過(guò)程中,如果在點(diǎn)放一擋板,,且與物體碰撞無(wú)能損,,以原速率返回,求最終物體停留在什么地方,?物體在斜面上通過(guò)的路程是多少,?
六、方法歸納
動(dòng)能定理的應(yīng)用步驟:
(1)明確研究對(duì)象及所研究的物理過(guò)程,。
(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,,并確定各力所做的功,求出這些力的功的代數(shù)和,。
(3)確定始,、末態(tài)的動(dòng)能。(未知量用符號(hào)表示),,根據(jù)動(dòng)能定理列出方程,。
(4)求解方程、分析結(jié)果,。
七,、分組合作、問(wèn)題探究
八,、鞏固性練習(xí)
1,、一質(zhì)量為2千克的滑塊,以4米/秒的速度在光滑水平面上向左滑行,。從某一時(shí)刻起,,在滑塊上作用一向右的水平力,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,,滑塊的速度變?yōu)?,方向水平向右。在這段時(shí)間里水平力做的功為:a.0 b. c. d.
2,、以初速度v0豎直上拋一小球,,若不計(jì)空氣阻力,從拋出到小球的動(dòng)能減少一半所經(jīng)歷的時(shí)間可能為( )
a. b. c.(1+ ) d.(1-)
3,、用恒力沿一光滑水平面拉一質(zhì)量為的物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)秒鐘,,拉力和水平方向夾角,如果要使拉力所做的功擴(kuò)大到原來(lái)的2倍,,則( )
a.拉力增大到,,其他條件不變
b.質(zhì)量縮小到,其他條件不變
c.時(shí)間擴(kuò)大到,,其他條件不變
d.使夾角改為,,其他條件不變
動(dòng)能定理教學(xué)設(shè)計(jì)篇五
教學(xué)目標(biāo):
(一)知識(shí)目標(biāo):
1、理解動(dòng)能的概念:
(1),、知道什么是動(dòng)能,。
(2)、由做功與能量關(guān)系得出動(dòng)能公式:ek?mv2,,
知道在國(guó)際單位制
中動(dòng)能的單位是焦耳(j),;動(dòng)能是標(biāo)量,是狀態(tài)量,。 (3),、正確理解和運(yùn)用動(dòng)能公式分析、解答有關(guān)問(wèn)題,。
2,、掌握動(dòng)能定理:
(1)、掌握外力對(duì)物體所做的總功的計(jì)算,,理解“代數(shù)和”的含義,。 (2)、理解和運(yùn)用動(dòng)能定理,。
(二)能力目標(biāo):
1,、培養(yǎng)學(xué)生研究物理問(wèn)題的能力。
2,、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,。
(三)德育目標(biāo):
1、通過(guò)推力過(guò)程,,培養(yǎng)對(duì)科學(xué)研究的興趣,。
2,、培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)、尊重事實(shí),,養(yǎng)成按科學(xué)規(guī)律辦事的習(xí)慣,。 教學(xué)難點(diǎn):
對(duì)動(dòng)能定理的理解,通過(guò)對(duì)導(dǎo)出式進(jìn)行分析,,利用功能關(guān)系進(jìn)行引導(dǎo)來(lái)突破難點(diǎn),。
教學(xué)重點(diǎn):
1 會(huì)用動(dòng)能定理解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。 教學(xué)設(shè)計(jì)及學(xué)法:
利用學(xué)生已有的知識(shí)對(duì)動(dòng)能定理進(jìn)行推導(dǎo),,得到定理的表達(dá)形式,;啟發(fā)學(xué)生思維;組織學(xué)生辨析,,提高認(rèn)識(shí),。 教學(xué)工具:
投影儀與幻燈片若干。 教學(xué)過(guò)程: (一)引入新課
初中我們?cè)鴮?duì)動(dòng)能這一概念有簡(jiǎn)單,、定性的了解,,在學(xué)習(xí)了功的概念及功和能的關(guān)系之后,我們?cè)龠M(jìn)一步對(duì)動(dòng)能進(jìn)行研究,,定量深入地理解這一概念及其與功的關(guān)系,。
(二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 課堂導(dǎo)入:
簡(jiǎn)要回顧動(dòng)能的有關(guān)知識(shí):
1、概念:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能,。
2,、定義:物理學(xué)中把物體的質(zhì)量與它的速度平方乘積的一半定義為物體的動(dòng)能,用ek表示,,即:定義式: ek?mv2
21新課教學(xué):
一,、探究力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系:
質(zhì)量為m的物體,在恒力f的作用下經(jīng)位移s,,速度由原來(lái)v1的變?yōu)関2,,則力f對(duì)物體做功與物體動(dòng)能的變化有怎樣的關(guān)系 ?
推導(dǎo):
質(zhì)量為m的物體,,在恒力f的作用下經(jīng)位移s,,速度由原來(lái)的v1變?yōu)関2,則
2v2?v12力f對(duì)物體做功:w?fs又f?ma由v?v?2as得到:s?
2a22212v2?v121212w?fs?ma??mv2?mv1
2a2
2二,、動(dòng)能定理:
1,、內(nèi)容:合外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化。
2,、數(shù)學(xué)表達(dá)式:w合??ek=ek末?ek初或w合?
3,、含義:
a、w合為外力做功的“代數(shù)和“。
b,、?ek為動(dòng)能的增量,,△ek>0時(shí), 動(dòng)能增加,;△ek<0時(shí),, 動(dòng)能減少,。 動(dòng)能定理反映了:力對(duì)空間的積累效果使物體的動(dòng)能發(fā)生變化,。
三、動(dòng)能定理的討論:
1212mv2?mv1 22w合??ek=ek末?ek初
動(dòng)能定理說(shuō)明外力功是物體動(dòng)能變化的量度,,其外力可以是一個(gè)力,,也可以是幾個(gè)力的合力;
若w合?0,,ek末?ek初?0即ek末?ek初,,說(shuō)明外力為動(dòng)力,在動(dòng)力作用下物體作加速運(yùn)動(dòng):即外力對(duì)物體做正功,,它的值等于物體動(dòng)能的增加量,。反之表示外力作負(fù)功,它的值等于物體動(dòng)能的減小量,。
若w合=0,,ek末=ek初即,表示外力對(duì)物體不作功,,物體的功能是守恒的,。
四、動(dòng)能定理的應(yīng)用:
1,、應(yīng)用范圍:
可用于恒力,,也可用于變力,既適用于直線運(yùn)動(dòng),,也適用于曲線運(yùn)動(dòng),。
2、應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟:
⑴,、確定研究對(duì)象,,明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程; 并建立好模型,。
⑵,、分析物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況,明確各個(gè)力是否做功,,是正功還是負(fù)功,。
⑶、明確初狀態(tài)和末狀態(tài)的動(dòng)能(可分段、亦可對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程),。
⑷,、用w合??ek=ek末?ek初列方程求解。
3,、例題分析:
一架飛機(jī),,質(zhì)量m=5.0×103kg,起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑跑的路程為s=5.3×102m時(shí),達(dá)到起飛速度v=60m/s.在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是重量的0.02倍,,求飛機(jī)受到的牽引力,? 解析:根據(jù)題意畫(huà)圖如下:
根據(jù)動(dòng)能定理得:
(f?ff)s??ek?ek2?ek1(f?0.02mg)s?1122mv2?mv122所以:
1212mv2?mv12f?2?0.02mgs1?5.0?103(602?0)?2?0.02?5.0?103?105.3?1.7?106n 4
4、學(xué)生練習(xí):
質(zhì)量為m的鋼球從離坑面高h(yuǎn)的高處自由下落,,鋼球落入沙中,,陷入h后靜止,則沙坑對(duì)鋼球的平均阻力f阻大小是多少,?
五,、課堂小結(jié): ? ? ?
1、對(duì)動(dòng)能概念和計(jì)算公式再次重復(fù)強(qiáng)調(diào),。
2,、對(duì)動(dòng)能定理的內(nèi)容,應(yīng)用步驟,,適用問(wèn)題類(lèi)型做必要總結(jié),。
3、通過(guò)動(dòng)能定理,,再次明確功和動(dòng)能兩個(gè)概念的區(qū)別和聯(lián)系,、加深對(duì)兩個(gè)物理量的理解。
六,、作業(yè)布置:
課本61頁(yè)練習(xí)2-2:
2,、3題
七、課后反思: