教學設計 動能和動能定理.docx

1、1.3動能和動能定理【教學目標】知道動能的定義和表達式，會計算物體的動能。1. 會用牛頓定律和運動學公式推導動能定理，理解其含義。2. 能用動能定理進行相關(guān)分析和計算?！窘虒W重點難點】 重點：動能定理的應用。難點：物理過程的確定，合外力做功的正確表達與計算?！窘虒W過程】 情景引入 初中我們曾對動能這一概念有簡單、定性的了解，在學習了功的概念及功和能的關(guān)系之后, 我們再進一步對動能進行研究，定量、深入地理解這一概念及其與功的關(guān)系。動能定理是力學中的一條重要規(guī)律，當我們對它具有深層理解和認識后，將體會到它在處理 力學問題中所起的重要作用和一些獨特的解題功能。什么是動能？它與哪些因素有關(guān)？這主要是初

2、中知識回顧，可請學生舉例回答，然后總結(jié)作。1. 動能仔細觀察下列圖片，認真參與“師生互動氣4Fl777777777777777777777777777777777777777777777777777777777/1<s>1活動1：物體在恒力F作用下移動了一段位移s,速度由饑變到死，在這個過程中力F做的 功是多少？ 提示：由 W=Fscosa nJ知，W=Fs<,活動2：這個運動過程中物體的加速度與速度和位移的關(guān)系怎樣？ 提示：由運動學公式可知viv=2aso 活動3：可否把功這個物理量與運動聯(lián)系起來(水平而光滑)?提示：由牛頓第二定律得F=ma, W=Fs可以寫為W=m,再把

3、活動2中的表達式代入得活動4：討論、交流、展示，得出結(jié)論。(1) 動能動能是狀態(tài)量：與物體某一時刻的運動狀態(tài)相對應。 動能是標量：只有大小，沒有方向：只有正值，沒有負值；速度方向改變不影響動能大小， 例如勻速圓周運動過程中，動能始終不變。 動能具有相對性：選取不同的參考系，物體的速度大小可能不同，動能也可能不同。在通 常的計算中，沒有特別說明，都是以地面為參考系。2. 動能定理內(nèi)容：公式為或狩=晶一晶或1件犯展外力對物體做的總功等于物體 動能的變化。(1) 意義：揭示了力對物體做功是引起物體動能變化的原因，合力做功的過程實質(zhì)上是其他形 式的能與動能相互轉(zhuǎn)化的過程，轉(zhuǎn)化了多少由合力做了多少功來度

4、量。(2) 對動能定理的理解含義：動能定理是描述物體在空間運動的位移過程中，合外力對物體做的功與物體功能 變化之間關(guān)系的物理規(guī)律，w=Ek2 -an 適用條件：動能定理適用于在慣性參考系中運動的任何物體，不論物體受到的是恒力還 是變力，也不論物體做直線運動還是曲線運動，動能定理都成立?！菊f明】因為動能定理的推導過程應用了只能在慣性參考系中成立的牛頓第二定律，所以動 能定理只適用于慣性參考系。 動能定量是標量式，用動能定理解題時不存在正方向的選取問題，由于動能定理表達式 中前后兩狀態(tài)的動能具有相對性，所以要用同一慣性參考系(一般都以地面為參考系)來確 定前后兩狀態(tài)的動能。 對合外力做功W要全面地

5、多方位認識W表示包括重力、彈力和摩擦力在內(nèi)的合力對物體做的功，它既等于作用在物體上各個外力 對物體做功的代數(shù)和，也等在整個物理過程中各個階段外力做功的代數(shù)和。 對動能變化(增量)要正確表達，動能增量是末狀態(tài)動能與初狀態(tài)動能之差，動 能增量為正表示動能增加，動能增量為負表示動能減少。3. 最后講解應用功能定理解題的一般步驟選取研究對象，確定物理過程(所確定的物理過程可以由幾個運動情況完全不同的階段所 組成，只要能表達出整個過程中的總功就可以)。(1) 分析得出在物理過程中各力對研究對象所做的功，以及初、末狀態(tài)物體的動能。(2) 根據(jù)動能定理列等式，統(tǒng)一單位，代入數(shù)據(jù)，求解得結(jié)果?！倦S堂檢測】一物

6、體做變速運動時，下列說法中正確的是（）A. 合外力-定對物體做功，使物體動能改變物體所受合外力一定不為零B. 合外力一定對物體做功，但物體動能可能不變物體的加速度可能為零答案：B解析：物體做變速運動，可能是物體的速度方向變化，而大小不變，如勻速圓周運動，此時 物體的動能不變，并且合外力對物體不做功，故A、C均錯誤：物體做變速運動，一定具有 加速度，物體所受合外力一定不為零，故B正確、D錯誤。1. 一質(zhì)量為，的滑塊，以速度。在光滑水平面上向左滑行，從某一時刻起，在滑塊上作用 一向右的水平力，經(jīng)過一段時間后，滑塊的速度變?yōu)橐?2。（方向與原來相反），在這段時間內(nèi)， 水平力所做的功為（）mv2B.

7、inv2Cmv2 D. 答案：A解析：由動能定理W: Wf= 2v）2mv2=|/nv2, A 正確。2. （多選）甲、乙兩個質(zhì)量相同的物體，用大小相等的力F分別拉它們在水平面I：從靜止開 始運動相同的距離s,如圖所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，則下列關(guān)于力對甲、乙 兩物體做的功和甲、乙兩物體獲得的動能的說法中正確的是（）乙粗糙P力F對甲物體做功多A. 力F對甲、乙兩個物體做的功一樣多甲物體獲得的動能比乙大B. 甲、乙兩個物體獲得的動能相同答案：BC解析：由功的公式W=Fscosa=Fs可知，兩種情況下力F對甲、乙兩個物體做的功一樣多， A錯誤、B正確：根據(jù)動能定理，對甲有Fs=Eki，對乙有Fs_fs=Eg，可知品曲，即甲 物體獲得的動能比乙大，C正確、D錯誤。3. （多選）一物體在運動過程中，重力做了 一2J的功，合力做了 4 J的功，則（）A.該物體動能減少，減少量等于4 JA. 該物體動能增加，增加量等于4 J該物體