動能_動能定理

1、課題：外力做功與物體動能變化的關(guān)系海嘯海嘯創(chuàng)創(chuàng)境境設(shè)設(shè)問問瘋狂賽車瘋狂賽車創(chuàng)創(chuàng)境境設(shè)設(shè)問問帆船水車水車風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電問題整合問題整合一、動能的理解：一、動能的理解：1、如何推導(dǎo)動能表達式？動能表達式中的、如何推導(dǎo)動能表達式？動能表達式中的v指的是指的是什么速度？什么速度？2、如何理解動能的相對性？、如何理解動能的相對性？二、動能定理的理解和應(yīng)用：二、動能定理的理解和應(yīng)用：3、如何理論上推導(dǎo)出動能定理？、如何理論上推導(dǎo)出動能定理？4、如何理解、如何理解“合力做功是動能改變的原因合力做功是動能改變的原因”？5、如何利用實驗探究動能定理？實驗中的注意事項、如何利用實驗探究動能定理？實驗中的注意事項

2、是否與探究是否與探究“a、m、F”實驗注意事項一樣？實驗注意事項一樣？6、如何理解、如何理解“動能定理動能定理”中所有外力所做的功？初中所有外力所做的功？初末態(tài)動能是什么意思？末態(tài)動能是什么意思？三、動能定理如何引用？三、動能定理如何引用？ 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1能運用牛頓第二定律結(jié)合功能關(guān)系，推導(dǎo)能運用牛頓第二定律結(jié)合功能關(guān)系，推導(dǎo)出動能表達式；出動能表達式；2記住動能表達式，并能計算運動物體的動記住動能表達式，并能計算運動物體的動能，理解動能的相對性；能，理解動能的相對性；3從理論上推導(dǎo)動能定理，知道實驗探究動從理論上推導(dǎo)動能定理，知道實驗探究動能定理的原理、步驟、注意事項。能定理的原理、步驟

3、、注意事項。4理解動能定理是一個過程式，并能運用動理解動能定理是一個過程式，并能運用動能定理解決變力問題、曲線問題，在解決問題能定理解決變力問題、曲線問題，在解決問題過程中，歸納出動能定理應(yīng)用的步驟。過程中，歸納出動能定理應(yīng)用的步驟。問題探究問題探究1 1：理論推導(dǎo)動能定理，理解動能定理理論推導(dǎo)動能定理，理解動能定理問題探究問題探究2 2：實驗探究合外力與動能變化之間的關(guān)系實驗探究合外力與動能變化之間的關(guān)系互動解疑互動解疑問題探究問題探究3 3：動能定理的應(yīng)用動能定理的應(yīng)用問題探究問題探究1 1：推導(dǎo)動能表達式，理解動能表達式推導(dǎo)動能表達式，理解動能表達式 問題：物體原來就具有速度問題：物體原

4、來就具有速度v1，放在光滑水平面上，放在光滑水平面上，在外力在外力F作用下，經(jīng)過一段位移作用下，經(jīng)過一段位移s，速度達到，速度達到v2，如圖，如圖，則此過程中，則此過程中，F(xiàn)做功與動能間又存在什么關(guān)系呢？做功與動能間又存在什么關(guān)系呢？asv2Ffv1Ff 情景：情景：將剛才推導(dǎo)動能公式的例子改動一下：假將剛才推導(dǎo)動能公式的例子改動一下：假設(shè)物體原來就具有速度設(shè)物體原來就具有速度v1，且水平面存在摩擦力，且水平面存在摩擦力f，在外，在外力力F作用下，經(jīng)過一段位移作用下，經(jīng)過一段位移s，速度達到，速度達到v2，如圖，則此，如圖，則此過程中，外力做功與動能間又存在什么關(guān)系呢？過程中，外力做功與動能間

5、又存在什么關(guān)系呢？asv2Ffv1Ff1、此過程中，有哪些力對物塊做了功，分別是正功還、此過程中，有哪些力對物塊做了功，分別是正功還是負(fù)功？是負(fù)功？2、此過程的初態(tài)動能和末態(tài)動能分別是多少？、此過程的初態(tài)動能和末態(tài)動能分別是多少？3、所有外力做的總功與動能變化有什么關(guān)系？、所有外力做的總功與動能變化有什么關(guān)系？問題探究問題探究2 2：理論推導(dǎo)動能定理，理解動能定理理論推導(dǎo)動能定理，理解動能定理（1）動能定理：外力對物體所做的總功等于物）動能定理：外力對物體所做的總功等于物 體動能的增加。體動能的增加。（2）公式：公式：W總總Ek2-Ek1Ek用用W總總表示外力對物體做的總功，用表示外力對物體做

6、的總功，用Ek1表示物表示物體初態(tài)的動能，用體初態(tài)的動能，用Ek2表示末態(tài)動能。表示末態(tài)動能。表述：表述：外力對物體所做的外力對物體所做的總功總功等于等于物體物體動能的變化動能的變化。21222121mvmvW總外力的總功外力的總功末狀態(tài)動能末狀態(tài)動能 初狀態(tài)動能初狀態(tài)動能1、合合外力做功。外力做功。2、外力做功之、外力做功之和和。動能動能變化變化和某一過程（始末狀態(tài)）相對應(yīng)和某一過程（始末狀態(tài)）相對應(yīng)。問題探究問題探究2 2：理論推導(dǎo)動能定理，理解動能定理理論推導(dǎo)動能定理，理解動能定理式子左邊的功與右邊的動能都是標(biāo)量式子左邊的功與右邊的動能都是標(biāo)量 a如何求解合外力做的總功？如何求解合外力做

7、的總功？b.如何理解動能定理的標(biāo)量性？如何理解動能定理的標(biāo)量性？c c合外力做功與動能變化之間的關(guān)系合外力做功與動能變化之間的關(guān)系W合合0， Ek2_ Ek1 ， Ek 0W合合0， Ek2_ Ek1 ， Ek 0.W合合 F合合Scosq. W合合W1+W2 +F1s1 +F2s2 + cosq cos q問題探究問題探究2 2：理論推導(dǎo)動能定理，理解動能定理理論推導(dǎo)動能定理，理解動能定理既適用于恒力做功，也適用于既適用于恒力做功，也適用于變力變力做功做功. 既適用于直線運動，也適用于既適用于直線運動，也適用于曲線曲線運動。運動。既適用于單一運動過程，也適用于既適用于單一運動過程，也適用于運

8、動的全運動的全過程過程。動能定理中的動能定理中的位移位移和和速度速度必須是相對于同一必須是相對于同一個參考系個參考系.一般以一般以地面地面為參考系為參考系.動能定理不涉及物理運動過程中的加速度和時間，而只與物體的初末狀態(tài)有關(guān)，在涉及有關(guān)的力學(xué)問題，應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動能定理。問題探究問題探究4 4：動能定理的應(yīng)用動能定理的應(yīng)用sFf 例例1、 一架噴氣式飛機，質(zhì)量一架噴氣式飛機，質(zhì)量 ，起飛過，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為程中從靜止開始滑跑的路程為 時，達到起時，達到起飛速度飛速度 。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的機重量的0.02倍（倍（k=0.02

9、）。求飛機受到的牽引力）。求飛機受到的牽引力F。kgm3100 . 5ms2103 . 5smv/60GFN問題探究問題探究4 4：動能定理的應(yīng)用動能定理的應(yīng)用恒力恒力+ +直線運動直線運動1 1找對象（常是單個物體）找對象（常是單個物體）解：對飛機解：對飛機 由動能定理有由動能定理有221mvkmgsFskmgsmvF228 . 9100 . 502. 0103 . 5260100 . 53223 N4108 . 1sF1F23 3確確定定各各力力做做功功2 2運動情況分析運動情況分析4 4建方程建方程2 2受受力力分分析析21222121mvmvW總不涉及不涉及物理運動過程物理運動過程中的

10、中的加速度和時間加速度和時間，而而只與只與物體的物體的初末狀初末狀態(tài)有關(guān)態(tài)有關(guān)，在涉及有關(guān)，在涉及有關(guān)的力學(xué)問題，優(yōu)先應(yīng)的力學(xué)問題，優(yōu)先應(yīng)用動能定理。用動能定理。問題探究問題探究4 4：動能定理的應(yīng)用動能定理的應(yīng)用變力變力+ +曲線運動曲線運動 如圖所示，一質(zhì)量為如圖所示，一質(zhì)量為2 kg的鉛球從離地面的鉛球從離地面2 m高處自由下落，陷入沙坑高處自由下落，陷入沙坑2 cm深處，求深處，求沙子對鉛球的平均阻力沙子對鉛球的平均阻力. 問：小球的運動可以分成幾個過程？各問：小球的運動可以分成幾個過程？各過程有哪些力做功？分別過程有哪些力做功？分別 作什么功？作什么功？問題探究問題探究4 4：動能定理的應(yīng)用動能定理的應(yīng)用多過程問題多過程問題（1）準(zhǔn)確選取研究過程；）準(zhǔn)確選取研究過程；（2）明確研究對象；）明確研究對象；（3）對研究對象進行受力分析，并確定各力）對研究對象進行受力分析，并確定各力所做的功，求出這些力的功的代數(shù)和所做的功，求出這些力的功的代數(shù)和W總總。（4）確定始、末態(tài)的動能。（未知量用符號）確定始、末態(tài)的動能。（未知量用符號表示），根據(jù)動能定理列出方程表示），根據(jù)動能定理列出方程（5）求解方程、分析結(jié)果）求解方程、分析結(jié)果21222121mvmvW總問題探究問題探究4 4：動能定理的應(yīng)用動能定理的應(yīng)用