2019-2020年高一物理动能 动能定理四 人教版.doc

2019-2020年高一物理动能 动能定理四 人教版一、教学目的：1正确理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算2正确理解动能定理。知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算3会进行动能定理的推导4会用动能定理解决力学问题，知道用动能定理解题的步骤二、重点难点：1、正确理解动能定理是本节课的重点。2、推导动能定理是本课的难点。3、会用动能定理解决力学问题是本节课的能力培养点。三、教学方法：分析推理、讲练结合四、教具： 可改变倾角的斜面，大小不等的小木块三块五、教学过程：引入新课：我们在初中学过，物体由于运动而具有的能量叫动能现在让我们复习一下初中做过的实验(演示滑块从斜面上滑下，引导学生观察)同一滑块从不同的高度滑下，高度越大时滑块把木块推得越远，对木块做的功越多让质量不同的滑块从同一高度滑下，同学们可以看到，质量大的滑块把木块推得更远，对木块做的功更多。实验表明，物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大，如何定量地表示动能?做功 对物体的运动状态会产生什么效果?本节课我们来进行研究板书 第四节 动能 动能定理进行新课光滑水平面上停有两木块，质量ml3kg，m26kg现依次用力F6N，F24N分别作用在ml、m2上，各自牵引移动S4m，分别计算力的功、木块的加速度和末速度完成下表木块木块的质量m/kg 作用力F/N位移S/m 力的功W/J加速度 a/m.s2末速度 v/m.s-1mv2/2(kg.m2/s2)m1364242424244968896M26642412424496496从表中可以看出，对同一木块，外力的功增加4倍，则速度增大为2倍；对不同质量的木块，外力对它做一样多的功，由于质量不同，所以速度也不同；对不同的木块做不同的功，看不出速度的变化规律，可见，跟外力做功密切联系的运动状态不能单用速度来衡量。再请同学们仔细观察表中数据，物体速度不仅与外力对它做功有关，还与物体的质量有关，我们发现外力的功与是相等的。 ( 一)、动能1 定义：在物理学中用这个量表示物体的动能，动能的符号为Ek=.2 单位：在国际单位制中，动能的单位是：1kg.m2/s2=1N.m=1J.3 动能是标量，只有大小，没有方向。4 动能是状态量，是针对某物体在某时刻而言。因此，动能表达式中的V只能是瞬时速度。5 动能与速度不同，速度是矢量，速度变化而动能不一定变化。例如匀速圆周运动，速度在不断改变，而动能不改变。例题1：质量m=3kg的物体以V0= 5m/s的初速度竖直上抛，经过一段时间后，速度变为竖直向下的Vt=4m/s,求这段时间内物体动能的变化量和速度的变化量。（注意讲清速度变化量的计算和动能变化量计算的不同。）解析：动能的变化量为=-13.5J.要求速度变化量，必须规定正方向。以向上为正方向，则初速度V0= 5m/s,末速度为Vt= - 4m/s,所以速度的变化量，即速度变化量的大小为9m/s, 方向竖直向下。（二）动能定理：1推导：设质量为m的物体，初速度为V1，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移S，速度增加至V2。在这个过程中，力F所做的功W=FS。根据牛顿第二定律F=ma,由匀加速运动的公式有由此可得：W=FS= ma=m=Ek2=表示物体的末动能，Ek1=表示物体的初动能。W= Ek2- Ek1说明外力对物体所做的总功等于物体动能的变化-此即动能定理。2动能定理的理解：(下面理解学生比较难理解，老师要多举实例帮助学生理解)动能定理的计算式为标量式，V为相对一参考系（一般选地球）的速度。动能定理的研究对象是单一物体，或者可以看成单一物体的物体系。动能定适用于物体的直线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。这些正是动能定理解题的优越性所在。若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理，可以分段考虑，也可以全过程为一整体来处理。3动能定理解题的基本思路：选取研究对象，明确它的运动过程。分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和。明确物体在过程始末状态的动能EK1和EK2。列出动能定理的方程W和= EK2- EK1。例题2：一物体以初速V0竖直上抛，落回原处速度为V1，空气阻力不能忽略且大小不变，求物体上升的最大高度。解析：本题必须分为上升过程和下降两个过程进行研究，而且要注意重力和阻力的功的不同特点，设上升的最大高度为h，空气阻力大小为f,则：AB12h图1上升过程：-mgh-fh=0-下降过程：mgh-fh=由上述二式解得：.4.课堂练习：两物体质量之比为1:2,速度之比为2 :1, 则它们动能之比为多少？如图1所示， mA=mB的两滑块A和B分别沿高度相同、倾角不同的光滑斜面下滑，比较它们滑到底端时的动量、动能、速度、速率是否相同？子弹以水平速度V射入木板深S处，假设子弹在木板中的阻力是恒定的，那么子弹以速度V/2水平射入木板中，射入深度是多少？课堂小结：1 在物理学中用这个量表示物体的动能，动能的符号为Ek=.2 动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。3动能定理解题的基本思路：选取研究对象，明确它的运动过程。分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和。明确物体在过程始末状态的动能EK1和EK2。列出动能定理的方程W和= EK2- EK1。课外作业：思考课本练习三第（1）、（2）、（5）题。做练习三第（4）、（6）、（7）题。动能定理的应用二一、教学目的：1、复习掌握动能定理的内容。2、灵活运用动能定理处理多过程问题。3、利用动能定律求变力的功。二、重点难点：1、物理过程的分析。2、物体受力情况分析及各力做功情况分析。三、教学方法：练习、讨论、讲授四、教学过程：1.复习提问:乒乓球在与地面反复的碰撞过程中，所通过的总路程如何计算最方便呢？这个问题虽然用牛顿定律结合运动学公式可以解决，但过程较复杂。我们在踢足球时，如何求解踢球过程中，我们的脚对足球所做的功呢？人的脚在与足球接触中这个力是变化的，我们无法直接用公式W=Fscos来计算对足球所做的功。如果能知道力对足球所做的功跟足球动能变化的关系，就能很方便地解决这个问题了。那么，外力对物体做的功跟物体动能的变化有什么关系呢？动能定理就给出了它们之间定量的关系。提问1：动能定理的基本内容是什么？（外力对物体所做的总功，等于物体动能的变化）提问2：动能定理的表达式是怎样的？是标量式还是矢量式？（W合=EK2-EK1，是标量式）提问3：如何理解动能定理？动能定理的解题步骤是怎样的？图1动能定理可以由牛顿定律推导出来，原则上讲用动能定律能解决物理问题都可用牛顿定律解决，但在处理动力学问题中，若用牛顿第二定律和运动学公式来解，则要分阶段考虑，且必须分别求每个阶段中的加速度和末速度，计算较繁琐。但是，我们用动能定理来解就比较简捷。本节课就研究动能定理解决某些动力学问题的优越性。2.进行新课：（1）应用动能定理求变力的功。例题1、如图1所示，AB为1/4圆弧轨道，半径为R=0.8m，BC是水平轨道，长S=3m，BC处的摩擦系数为=1/15，今有质量m=1kg的物体，自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。（答案：6J）（先让学生自己做一做，然后老师再给予点拔）V0S0P图2 归纳小结：如果我们所研究的问题中有多个力做功，其中只有一个力是变力，其余的都是恒力，而且这些恒力所做的功比较容易计算，研究对象本身的动能增量也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的功。（2）应用动能定理简解多过程问题。例2：如图2所示，斜面足够长，其倾角为，质量为m的滑块，距挡板P为S0，以初速度V0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为，滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力，若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求:滑块将向上作什么样的运动？求滑块第一次到最高点时经过的路程？求滑块在斜面上经过的总路程为多少？略解：在滑动过程中，克服摩擦力做功，其机械能不断减少；又因为滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力，所以最终会停在斜面底端。 得思考：.若物体初速度方向沿斜面向下，此题应如何解答？.若物体初速度方向向上，滑块所受摩擦力大于滑块沿斜面方向的重力分力，物体运动情况如何变化？.若未给定初速度方向，但给定滑块所受摩擦力大于滑块沿斜面方向的重力分力，本题应如何去分析？强调：答题一定要仔细审题，题中条件变了，物理情景会发生本质变化，对此审题定要慎重！巩固练习：从地面H高处落下一小球，小球在运动过程中所受的空气阻力是它重力的k（k1）倍,而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，求：（1）小球第一次与地面碰撞后，能够反弹起的最大高度是多少？（2）小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程是多少？思路点拨：先据题意作出过程示意图，分析受力及运动情况，然后据动能定理列方程即可。略解：(1)mg(H-h)-kmg(H+h)=0 (2)mgH-kmgS=0归纳小结：物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程（如加速、减速的过程），此时可以分段考虑，也可以对全过程考虑，但如能对整个过程利用动能定理列式则使问题简化。3.课堂小结：（1）应用动能定理求变力的功：如果我们所研究的问题中有多个力做功，其中只有一个力是变力，其余的都是恒力，而且这些恒力所做的功比较容易计算，研究对象本身的动能增量也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的功。（2）应用动能定理解多过程问题：物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程（如加速、减速的过程），此时可以分段考虑，也可以对全过程考虑，但如能对整个过程利用动能定理列式则使问题简化。4.课外练习： 图3如图3所示，人拉着绳的一端由走到，使质量为m的物体匀速上升，已知、两点的水平距离为，求人对物体做的功？（参考答案：(-1)mgS）