[西北师大附中高一奥赛教案：动能定理.docVIP

课题 第四节 动能 动能定理 教学目标 知识目标： 1．理解动能的概念；知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算； 2．理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围，并会用动能定理处理相关的动力学问题。 能力目标： 运用归纳法和演绎法推导动能定理的表达式；理论联系实际，培养学生分析和解决问题的能力。 德育目标： 通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣。 课型 新授课 课时 3课时 重点 动能的概念；动能定理及其应用。 难点 动能定理的应用 教学方法 归纳法、演绎法、讲授法 教具 教 学 过 程 摘要 动能定理研究的是质点的功能关系，是本章的重点。本节在讲述动能和动能定理时，没有把二者分开讲述，而是以功能关系为线索，同时引入了动能的定义式和动能定理，这样叙述，思路简明，能充分体现功能关系这一线索，同时考虑到初中已经学过动能的概念，这样叙述，学生容易接受。 通过本节的学习，应使学生理解动能定理的推导过程；明确动能定理的适用条件，通过对比分析使学生体会到应用动能定理解题，比应用牛顿运动定律结合运动学公式解题方便。 第1课时 引言 问题1：什么是能？ 一个物体能对外做功，这个物体就具有能量。 问题2：功和能有什么关系? 功是能量转化的量度，能量转化的多少可以通过做功的多少来度量。 转折：正在加速运动的汽车具有能量吗？ 有，有动能。能对别的物体做功吗？能。今天我们就来研究动能和动能定理。 动能 1．什么是动能 物体由于运动而具有的能叫做动能。 问题：动能的大小与哪些因素有关？有什么关系？ 猜想：质量和速度有关。 实验验证（P114实验）： 让滑块A从光滑的导轨上滑下，与木块B相碰，推动木块做功。 观察现象： a．让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多； b．让质量不同的滑块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多。 从功能关系定性分析得到： 物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量关系呢? 2．定义式 实例分析： 一架飞机在牵引力的作用下（不计阻力），在起飞跑道上加速运动，速度越来越大，问： ◎飞机的动能如何变化?为什么? ◎飞机的动能变化的原因是什么? ◎牵引力对飞机所做的功与飞机动能的变化之间有什么关系? 学生讨论并回答： ◎在起飞过程中，飞机的动能越来越大，因为飞机的速度在不断增大。 ◎由于牵引力对飞机做功，导致飞机的动能不断增大。 ◎据功能关系：牵引力做了多少功，飞机的动能就增大多少。 渗透研究方法：由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系，我们可以根据做功的多少，来定量地确定动能。 物理问题分析：如图所示，一个物体的质量为ｍ，初速度为，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移后，速度增大到，求：在这一过程中，力F对物体做的功是多少？ 学生分析推导： 针对学生推理得到的表达式，教师分析概括：合力F所做的功等于这个物理量的变化；又据功能关系，F所做的功等于物体动能的变化，所以在物理学中就用这个量表示物体的动能。 即：物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半。 3．单位：国际单位是：焦（J） 4．说明：（1）动能是标量，只与物体的质量和速度大小有关，与速度方向无关； （2）动能是状态量； （3）动能具有相对性，与参考系的选择有关。 练习1：质量10 ｇ，以0.8 km/s飞行的子弹，质量60 kg，以10 ｍ/s的速度奔跑的运动员，二者相比，哪一个的动能大? （答案：子弹的动能大。） 二、动能定理 1．内容：合外力对物体做的功等于物体动能的变化。 2．公式： 或 强调：公式中各个字母所表示的物理量：合力对物体所做的功；物体的末动能；物体的初动能。 3．物理意义： 讨论： （1）当合力对物体做正功时，物体动能如何变化?当合力对物体做负功时，物体动能如何变化? 学生答： 当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加；当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减少。 动能定理的适用条件 动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功；既适用于直线运动，也适用于曲线运动。可以证明。 例题1：以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为多少？ 解析：本题考查动能定理.上升的过程中,重力做负功,阻力做负功,由动能定理得,,求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零,只有阻力做功为有,解得。 例题2：质量为1000kg的小汽车，由静止启动，牵引力F=1000N