高一物理教案：動(dòng)能和動(dòng)能定理7

1、動(dòng)能和動(dòng)能定理一、要求與目標(biāo)：1、 理解動(dòng)能的的概念，會(huì)用動(dòng)能的定義進(jìn)行計(jì)算。2、 理解動(dòng)能定理，知道動(dòng)能定理的適用條件，會(huì)用動(dòng)能定理進(jìn)行計(jì)算。3、 理解動(dòng)能定理的推導(dǎo)過程。4、 會(huì)用動(dòng)能定理解決力學(xué)問題，知道用動(dòng)能定理解題的步驟。二、重點(diǎn)與難點(diǎn)：1、動(dòng)能的概念；動(dòng)能定理及其應(yīng)用。2 、對(duì)動(dòng)能定理的理解。三教學(xué)過程：（一）請(qǐng)同學(xué)們欣賞幾個(gè)課件，這些課件有什么共同特點(diǎn)呢？學(xué)生的回答是：這些物體均在運(yùn)動(dòng)，哪這些物體具有能嗎？歸納：我們把這些運(yùn)動(dòng)物體具有的能叫物體的“動(dòng)能”哪么物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)呢？例題 1、如圖有一質(zhì)量為 m 的物體放在粗糙的水平面上， 物體在運(yùn)動(dòng)過程中受到的摩擦力為 f ，

2、當(dāng)物體受到恒力 f（ f f ）作用從速度 v 0 增加到 v 時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)合力做功為多大？ffffs解：物體運(yùn)動(dòng)中的加速度為：af f由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得到 v 2v022asm代入得到： v 2v022( ff )sm整理得到：1 mv 21 mv02( ff ) s22我們將：1 mv 2=ek，叫物體的動(dòng)能。( ff )s =w 合 ，叫合外力做功。2（二）、認(rèn)識(shí)動(dòng)能： ek= 1 mv 2動(dòng)能不僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，還與物體的速度平方有關(guān)；2它是一個(gè)標(biāo)量，僅有大小而沒有方向。如一個(gè)物體以4m/s 速度從 a 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過后又以 4m/s的速度返回 a 點(diǎn)，兩次過 a 點(diǎn)時(shí)物體的動(dòng)能大小相等。動(dòng)能

3、的單位是： “j” 有： 1kg.m2/s2=1j例題 1、改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動(dòng)能發(fā)生改變，在下列情況下，汽車的動(dòng)能各是原來的幾倍。a、質(zhì)量不變，速度增大為原來的2 倍；b、速度不變，質(zhì)量增大為原來的2 倍；c、質(zhì)量減半，速度增大到原來的4 倍；d、速度減半，質(zhì)量增大到原來的4 倍。（三）動(dòng)能定理：1、 在物理上我們將1 mv 2 1 mv02 (ff ) s 叫動(dòng)能定理，它反映的是物體合外力做22第 1頁(yè)共 6頁(yè)功與物體動(dòng)能變化量之間的關(guān)系。當(dāng)合外力做正功時(shí)，末動(dòng)能大于初動(dòng)能，其動(dòng)能增加。當(dāng)合外力做負(fù)功時(shí)，末動(dòng)能小于初動(dòng)能，其動(dòng)能減小。當(dāng)合外力做功等于零時(shí)，物體的動(dòng)能不變。例

4、題：一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（bd）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零2、理解：（1）動(dòng)能的變化量：ek=1 mv 21 mv0222僅決定于初末位置,與過程無關(guān) .。（2）合外力做功：w 合 =f 合 s例題：如圖所示，質(zhì)量為m 的物體受到與水平方向成的恒力f 作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，物體在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力恒為f，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)s 位移時(shí)，其運(yùn)動(dòng)的速度為多大？ffffs解：先對(duì)物體受力分析，然后求出物體的合外力，w 合=（fcos f ） s，再運(yùn)用動(dòng)能定理： (f cosf ) s1mv

5、 2求出相應(yīng)的速度v 值.2( 情況二 ):：當(dāng)物體受到的合外力在確定的過程中變化時(shí)， 則只能將力分開求。 即先對(duì)物體進(jìn)行受力分析， 然后求出每個(gè)力分別做的功， 再根據(jù)功是標(biāo)量， 確定力做的是正功還是負(fù)功。即 w 合 =w 1+w 2+w 3+例題： 在粗糙的水平面上， 質(zhì)量為 m 的物體受到的阻力恒為 f ，物體從靜止開始受恒力 f 作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng) s 位移時(shí)撤去 f，問物體在這個(gè)水平面上最多還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？ffffss1？解：在起始到結(jié)束的過程中，由于力f 僅作用了一段距離，所以若用w 合 =f 合 s 顯然不能求出其合外力，應(yīng)該先求出f 和 f 各自做的功，特別要注意是做正功還是做

6、負(fù)功。第 2頁(yè)共 6頁(yè) w 合 =w f w f=fs f （ s+s1）運(yùn)用動(dòng)能定理w合1 mv21 mv0222得到 s1（ff）sf四：動(dòng)能定理的應(yīng)用：從剛才解題的過程中可以看出，在應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)一定要明確對(duì)“誰”用動(dòng)能定理。對(duì)“哪個(gè)物體”和“哪個(gè)過程”，這一點(diǎn)是我們物理學(xué)解題的基本思路，所以運(yùn)用動(dòng)能定理解題時(shí)，我們要注意兩點(diǎn)： 明確研究對(duì)象（對(duì)誰運(yùn)用動(dòng)能定理） 明確研究過程（對(duì)哪個(gè)過程運(yùn)用動(dòng)能定理）只有明確了這兩步，我們才能放心地去運(yùn)用動(dòng)能定理解題了。例題 1、一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量m=5.0 103kg，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s=5.3102m，達(dá)到起飛速度 v=60m/s

7、，在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是收音機(jī)重力的0.02 倍（k=0.02 ），求收音機(jī)受到的牽引力f。分析：研究對(duì)象：飛機(jī)研究過程：從靜止起飛（v=60m/s ）適用公式：動(dòng)能定理：w合1 mv21 mv0222具體表達(dá)： (ff ) s1 mv22得到牽引力： fmv2kmg 1.8 104n2s詳細(xì)書寫板書過程，要有：文字說明，原始公式，重要的演算過程及數(shù)據(jù)代入，最后不能忘了單位。例題 2：有一長(zhǎng)為 l 的木塊，質(zhì)量為m ，靜止地放在光滑的水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度v0 入射木塊，若在子彈穿出木塊的過程中，木塊發(fā)生的位移為 s，求子彈射出木塊后，木塊和子彈的速度分別

8、為多大？（設(shè)子彈在木塊中受到的阻力恒為 f）分析：（ 1）研究對(duì)象：子彈研究過程：從子彈開始入射木塊（v0）到子彈射出木塊（v）時(shí)為止應(yīng)用動(dòng)能定理：w合1 mv21 mv0222具體代入：f (s l )1 mv 2 1 mv0222可以求出相應(yīng)的v 值。第 3頁(yè)共 6頁(yè)（2）研究對(duì)象：木塊研究過程：從子彈開始入射木塊（0）到子彈射出木塊（v）時(shí)為止應(yīng)用動(dòng)能定理：w合1mv 21mv0222具體代入： fs1 mv 22可以求出相應(yīng)的v 值。2、動(dòng)能定理不僅適用于恒力做功，而且還適用于變力做功或瞬時(shí)力做功。例題：如圖所示，質(zhì)量為m 的物體用細(xì)繩經(jīng)過光滑小孔牽引在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，拉力

9、為某個(gè)值f 時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為 r，當(dāng)拉力逐漸減小到了 f/4 時(shí)，物體仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為 2r ，則外力對(duì)物體所做的功為多大？分析，這個(gè)外力使物體從半徑為r 變?yōu)?2r，但我們可以看出其力 f 是一個(gè)變力，所以這是一個(gè)變力做功的問題。研究的對(duì)象是：物體研究的過程是：從小球半徑為r 到小球半徑為 2r。適用的公式是：w合1 mv21 mv0222當(dāng)物體在 f 力作用下其勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為mv02r 時(shí)，有 fr得到：1 mv021 fr221mv 2同理當(dāng)物體在 f/4 力作用下其勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2r 時(shí)，有f42r得到：1 mv21 fr241 mv21 mv021 fr1 fr1 fr代入：外力 f 做功為 w= w合=22244練習(xí)：練習(xí)：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？第 4頁(yè)共 6頁(yè)解：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(h 2-h 1) ，所以動(dòng)能定理寫為：從此例可以看出，以我們現(xiàn)在的知識(shí)水平，牛頓定律無能為力的問題，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)過程中瞬時(shí)細(xì)節(jié)。通