人民教育出版必修二77《萬(wàn)有引力定律》課程教案9

1、課題：動(dòng)能和動(dòng)能定理學(xué)習(xí)目標(biāo)：1知道動(dòng)能的符號(hào)、單位和表達(dá)式；2能從牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)動(dòng)能定理；3理解動(dòng)能定理，領(lǐng)會(huì)動(dòng)能定理解題的過(guò)程；4會(huì)用動(dòng)能定理解決變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1學(xué)會(huì)運(yùn)用動(dòng)能定理解決問(wèn)題的步驟；2會(huì)用動(dòng)能定理處理變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程：任務(wù)一：動(dòng)能的表達(dá)式問(wèn)題1：如圖所示，質(zhì)量為m的物體在一水平恒力F的作用下，在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)位移l時(shí)，速度由v1變?yōu)関2，推導(dǎo)出力F對(duì)物體做功的表達(dá)式。（用m、v1 、v2 表示）。動(dòng)能的表達(dá)式 ，單位 ，“標(biāo)量”還是“矢量”。思考與討論一：1重力勢(shì)能有正負(fù)，動(dòng)能是否也有正負(fù)？2速度變化時(shí)，動(dòng)能是否一定變化？

2、動(dòng)能不變時(shí)速度一定不變嗎？任務(wù)二：動(dòng)能定理問(wèn)題2情景1：質(zhì)量為1kg的物體，在f=2N的摩擦力的作用下在水平面上運(yùn)動(dòng)3m 后,速度從m/s變?yōu)?m/s.情景2：靜止置于粗糙水平面上的1kg的物體，在水平拉力作用下勻加速前進(jìn)，水平拉力F=2N，動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，物體在該力作用下運(yùn)動(dòng)了2m ，速度從變?yōu)閙/s.情景3：質(zhì)量為1kg的物體,在F=7N平行于斜面的拉力的作用下，沿傾角為37°光滑斜面向上運(yùn)動(dòng)了2m ，速度從變?yōu)閙/s.拉力做的功摩擦力(或重力)做的功合力做的功物體動(dòng)能變化情景1情景2情景3根據(jù)問(wèn)題1和問(wèn)題2你能得到什么結(jié)論： 。動(dòng)能定理的表達(dá)式： ，各字母代表的物理量是 。

3、對(duì)動(dòng)能定理進(jìn)行點(diǎn)撥：思考與討論二：1合外力對(duì)物體做正功時(shí)，物體的動(dòng)能如何變化？做負(fù)功的時(shí)候呢？2物體的動(dòng)能不變說(shuō)明物體受到的合外力為零嗎？任務(wù)三：動(dòng)能定理的應(yīng)用：動(dòng)能定理是通過(guò)物體在恒力力作用下并且做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)得到的規(guī)律，那么對(duì)于變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題也同樣可以利用動(dòng)能定理解決。這就是動(dòng)能定理比牛頓定律的應(yīng)用更具有廣泛性。閱讀課本P67、68頁(yè)的例題1和2，仿照例題完成下列題目。例1：總質(zhì)量m=1.0×106kg的火車從靜止開始出站，所受阻力恒定為1.0×105N當(dāng)行駛的速度為36km/h時(shí)，前進(jìn)的距離為1km，試計(jì)算此過(guò)程中的牽引力的大小。例2：在平直的公路上，一輛汽車

4、正以20m/s的速度勻速行駛；因前方出現(xiàn)事故，司機(jī)立即剎車，直到汽車停下，已知汽車的質(zhì)量為3.0×103kg，剎車時(shí)汽車所受的阻力為1.5×104N，求汽車向前滑行的距離。點(diǎn)撥提升：運(yùn)用動(dòng)能定理解題的步驟：達(dá)標(biāo)作業(yè)課堂基礎(chǔ)訓(xùn)練1質(zhì)量一定的物體（ ）A速度發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能一定發(fā)生變化B速度發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能不一定發(fā)生變化C速度不變時(shí)，其動(dòng)能一定不變D動(dòng)能不變時(shí)，速度一定不變2兩個(gè)物體質(zhì)量比為14，速度大小之比為41，則這兩個(gè)物體的動(dòng)能之比（ ）A11B14C41D213下列說(shuō)法中，正確的是 ( )A物體受到的合力為零,則合力對(duì)物體做的功一定為零 B合力對(duì)物體做的功為零,則物體受

5、到的合力為零C物體的動(dòng)能不變，說(shuō)明物體所受合力的功為零D物體的動(dòng)能不變，說(shuō)明物體所受的合力一定為零41970年我國(guó)發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為173kg，運(yùn)動(dòng)速度為7.2km/s，它的動(dòng)能是多大？5起重機(jī)鋼索吊著m=1.0×103 kg的物體以a=2 m/s2的加速度豎直向上提升了5 m，鋼索對(duì)物體的拉力做的功為多少？物體的動(dòng)能增加了多少？（g=10 m/s2）課后能力提升6下面有關(guān)動(dòng)能的說(shuō)法正確的是（ ）A物體只有做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能才不變B物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向速度不變，動(dòng)能不變C物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做功，物體的動(dòng)能增加D物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，是變速運(yùn)動(dòng)，所以其動(dòng)能也改

6、變 7一質(zhì)量為2kg的滑塊，以4m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，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，滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?，大小?m/s，在這段時(shí)間里水平力做的功為( )A0 B8 J C16 J D32 J8一個(gè)質(zhì)量為25 kg的小孩從高度為3.0 m的弧形滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時(shí)的速度為2.0 m/s.取g=10 m/s2，關(guān)于力對(duì)小孩做的功，以下結(jié)果正確的是（ ）A支持力做功50 J B克服阻力做功500 JC重力做功750 J D合外力做功50 J 9物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示.下列表述正確的是（ ）A在01 s內(nèi)，合外力做正

7、功B在02 s內(nèi)，合外力總是做負(fù)功C在1 s 2 s內(nèi)，合外力不做功D在03 s內(nèi)，合外力總是做正功10質(zhì)量1kg的小球從20m高處由靜止落下，阻力恒定，落地時(shí)速度為16m/s，則阻力的大小是多少？11質(zhì)量m=10kg的物體，靜止在光滑水平面上，先受到F1=30N的水平推力作用移動(dòng)距離s1=5m，然后再對(duì)物體施加一個(gè)與F1方向相反，大小F2=10N的水平阻力作用，物體繼續(xù)向前移動(dòng)距離s2=4m，試求物體的末速度12如圖所示，物體置于傾角為37°的斜面的底端，在恒定的沿斜面向上的拉力的作用下，由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。F大小為2倍物重，斜面與物體的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，求物體運(yùn)動(dòng)5m時(shí)速

8、度的大小。（g=10m/s2）動(dòng)能定理補(bǔ)充和例題訓(xùn)練題型1 用動(dòng)能定理解決變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題例1：質(zhì)量為M的跳水運(yùn)動(dòng)員從高為H的跳臺(tái)上以速率v1跳起,入水時(shí)速率為v2,則跳起時(shí)運(yùn)動(dòng)員做多少功?在從跳水到入水平過(guò)程中,空氣阻力做的功是多少?例2：質(zhì)量為3000t的火車，以額定功率自靜止出發(fā)，所受阻力恒定，經(jīng)過(guò)103 s行駛12 km達(dá)最大速度vmax=72 km/h，試分析：（1）火車運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；（2）火車的額定功率；（3）運(yùn)動(dòng)中所受阻力。例3：質(zhì)量為的物體由圓弧軌道頂端從靜止開始釋放，如圖所示， A為軌道最低點(diǎn)，A與圓心O在同一豎直線上，已知圓弧軌道半徑為R，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，物體對(duì)軌道的壓力大

9、小為2.5，求此過(guò)程中物體克服摩擦力做的功。（提示：此過(guò)程重力做功為mgR）題型2動(dòng)能定理對(duì)多過(guò)程的分析例4： 質(zhì)量m=lkg的物體靜止在高為h=4m的水平桌面上，物體與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)水平推力F，F(xiàn)=20NF推物體在位移s1=4m時(shí)撤去F，物體又滑行s=1m飛出桌面求：物體落在水平地面上時(shí)的速度大小(g取10m/s2)題型3用動(dòng)能定理求解路程例5：一小球自h=2m的高度由靜止釋放，與地面碰撞后反彈的高度為3h/4設(shè)碰撞時(shí)沒(méi)有動(dòng)能的損失，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力大小不變，且以后每碰撞地面一次彈起的高度為碰前高度的3/4求：（1）小球受到的空氣阻力是重力的多少

10、倍?（2）小球運(yùn)動(dòng)的總路程達(dá)標(biāo)作業(yè)1質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球小球受到空氣的阻力作用，設(shè)在某一時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn)。此時(shí)繩子的拉力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，恰好到達(dá)最高點(diǎn)，在這過(guò)程中小球克服空氣阻力作的功為（ ）A B C DmgR2如圖所示，水平傳送帶A、B間距離為10m，以恒定的速度1m/s勻速傳動(dòng)?，F(xiàn)將一質(zhì)量為0.2 kg的小物體無(wú)初速放在A端，物體與傳送帶間滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.5，g取10m/s2，則物體由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中傳送帶對(duì)物體做的功為（ ）A零 B10J C0.1J D除上面三個(gè)數(shù)值以外的某一值3如下圖所示，質(zhì)量

11、為M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平方向射中木塊，并最終留在木塊中與木塊一起以速度運(yùn)動(dòng). 已知當(dāng)子彈相對(duì)木塊靜止時(shí)，木塊前進(jìn)距離為L(zhǎng)，子彈進(jìn)入木塊的深度為s.若木塊對(duì)子彈的阻力為恒定的f，則下列關(guān)系式中正確的是 ( )AfL=M Bfs=mCfs=m(m+M)Df(L+s)=mm4某人用腳踢地上的質(zhì)量為1kg的足球，使其以4m/s的速度飛行了8m，求該人對(duì)足球所做的功？5用拉力F使一個(gè)質(zhì)量為m的木箱由靜止開始在水平冰道上移動(dòng)s，拉力F跟木箱前進(jìn)的方向的夾角為，木箱與冰道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求：木箱獲得的速度？6一質(zhì)量為m的小球系在一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩的一端，在細(xì)繩的作用下，沿

12、著豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng)，小球恰能通過(guò)最高點(diǎn)，求小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度為多少？7一個(gè)人站在15米高的臺(tái)上，以的速度拋出一個(gè)0.4kg的物體。求：（1）人對(duì)物體所做的功。（2）物體落地時(shí)的速度。8質(zhì)量為m的小球從離泥塘高H處由靜止落下，不計(jì)空氣阻力，落在泥塘上又深入泥塘后停止，如圖所示 ，求小球在泥塘中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受平均阻力多大?9質(zhì)量為m的球由距地面高為h處無(wú)初速下落， 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力恒為重力的0.2倍，球與地面碰撞時(shí)無(wú)能量損失而向上彈起，球停止后通過(guò)的總路程是多少?10一輛汽車質(zhì)量為m，從靜止開始起動(dòng)，沿水平面前進(jìn)了s米后，就達(dá)到了最大行駛速度vm，設(shè)汽車的牽引功率保持不變，所受阻力為車重的k倍，求：汽車的牽引功率汽車從靜止到開始勻速運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間。11如圖所示，光滑的水平面AB與光滑的半圓形軌道相接觸，直徑BC豎直，圓軌道半徑為R一個(gè)質(zhì)量為m的物體放在A處，AB=