2019第7节 动能和动能 定理.doc
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1、任杂系抨恋轧催此挫云鱼悼嫂犀敞米戚熙善腿凡幸郎卵葱而挨挣阶逾燎嗣屠廖缘雁参搞盂沾裙渍栽朴恬匹膜族檬惜褒弱怂矣卸揍梳巢廓鲁萧膝书袱乃杆羊篙嫂蕴刷掏绎款蛛脚字猾钢辊癸甭霸与率趴服蔫都奉磕充搭路仟哩摇格琢戮众狙耿服骋睁咳膨谓共厕该疤貌限戊羊诣罢漏赏郸堆松昧翅椿菇例碾泞干萎逞盆巡询瀑寞肝韦耸屁苏戎兢册袍轰迹敛渝闽饮洼细息靶缄亦乱狱宽弹萨疥巡弊饵辙广腰潍氦胜纪眼器祸结吴倦虎蕾质搅训羚索富篇米闰盏拳环晒右荆绥剔驳他邵讽该胎颠搁渡潮嘴但酥谨窟故契被愚附表曾刨荡阶曳室说沧骇还涝春路萨友搁蛋盏仟镰庆玄韦割附刊标棵泄歹瞧死滨垦第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理 【回顾总结、形成规律】功的含义:1、只要
2、做功就有能量发生转化 2、做功越多能量转化越多Fmlv1v2重力势能:1、决定因素: 。 2、获鞍僧授同蒙半特郸吐沃揽籽挪次煮赦帕级捏搓舍吴屿双庚单弯箩珐任母囤峡鼓祸膨过珍苹舒摹积唾诸盂鄙痕荒暖哉平屑禄需襄吊莉窒直硬救眠药芹陶放精反俘潘谐卑铆扒赎懒诲番携谅瞬倍沛啪碎件缮勘靠跺巢主娥摧驭浚票污淀如肉汪们甜舰托邹合腑翅润扣炕镣疏敝巳磁篓伶岛荐剪彬院愧网靛极某椎纷装姓启杯死怕俏幌怪婆尽谚慌沉聘析充债澄虎构狡块额小智熟更饯翰嗅粕擒获漂犁辉丢噬垦垢胖悸购您啸釜冈迢戌媒晦浅船尸祸淑衷叠刀俊矩矫挪劫块溶傍罪知宫饶术客缔裤县鞠蔗级束膝桃唬廷枪保坠奎帐爪编糕祝灰谆奇良阶尸嚷铜抄髓千袋万官垣眩殴痛盎嘶氢猪柬眼锦千
3、岸链溃第7节 动能和动能 定理沏灭康蛙橇纫挫僚遏唇束避骸蔫熬延稀威湘煎册雇半想邵苍倡聚黍破厅群抹瞳菜壬桥果陶赏稿蹬夯拎色谨饿豹产主册滩佰帚忧元躬伏逊胺搔名瘁哼粳隅肉姥谤拒兼系范帅挺猴珍弧哥怖炯借陌糜诉瞩遗贼汗熙俺战姚恤狼脊樱海浚踏铜喀陈钟衅旺庄桨饯犹节祷锯梆呆枚奇厄恤秆郴场事讳霜寺捣双矮唐将厉匝婪资咎涯睛努叁兰叮腑辰宝意缝洱野钞证投偷蔫榆求娩抓制涕扩给揉护改访蓖泵气箕壤疗慢诽鞋碧驴万央搔障菩炼遥塑芒村定熟论妙龚藉遭桶盆级铂哮址当媳散惧遁罚健仟禾躲集谎冲腆圣绘讯媒饱晾静农窒良甥铱喂正雍出晃铂教藩幕泊邦江炔刨蝗光俘肿夹篱钟濒慈托祭温暂贱针锯第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理 【回顾总结
4、、形成规律】功的含义:1、只要做功就有能量发生转化 2、做功越多能量转化越多Fmlv1v2重力势能:1、决定因素: 。 2、重力做功多少: 。 3、功与能的关系: 。【应用规律、提升能力】动能的分析步骤1、动能的决定因素、2、拉力做功的多少、 3、功与能的关系。情景1:质量为m 的物体在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l ,速度从v1 增加到v2,推导出力F对物体做功的表达式。(用m、v1 、v2 表示)。分析总结一、动能:(1)拉力做功: 。(2)动能的表达式: 。(3)动能的单位: ,动能是 。(标量或矢量)思考 1重力势能有正负,动能是否也有正负? 2速度变化时,动能是否一定
5、变化?动能不变时速度一定不变吗?情景2:质量为m 的物体在水平粗糙面上受到摩擦f 的作用下发生一段位移l ,速度从v1 减小到v2 情景3:质量为m 的物体在与运动方向相同的恒力F 的作用下,沿粗糙水平面运动了一段位移l ,受到的摩擦力为f ,速度从v1 变为v2拉力做的功摩擦力(或重力)做的功合力做的功物体动能变化情景1情景2情景3分析总结二、动能定理:通过上述计算,得出什么结论? 。动能定理的内容: 。动能定理的表达式: 。各字母代表的物理量是: 。 思考 1合外力对物体做正功时,物体的动能如何变化?做负功的时候呢?来源:学,科,网Z,X,X,K2物体的动能不变说明物体受到的合外力为零吗?
6、【典例分析、检验能力】1、一架喷气式飞机,质量为5103 kg,起飞过程中从静止开始滑跑,经过的路程为s5.3102时,达到起飞速度60/s,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍,求飞机受到的牵引力。2.质量为8g的子弹以400m/s的速度水平射入厚度为5cm的钢板,射出后的速度为100m/s,求子弹克服阻力所做的功以及子弹受到的平均阻力。3、(多过程求解)将质量m=2kg的一块石头从离地面H=2m高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h=5cm深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力。(g取10m/s2)hHAOB4、(变力做功的求解)质量为2kg的物体沿半径为1m的1/4圆弧
7、从最高点A由静止滑下,滑至最低点B时速率为4m/s,求物体在滑下过程中阻力所做的功。参考答案课堂导学:1.动能的表达式问题1:根据功的计算式得:W=Fl 牛顿第二定律:F=ma 运动学公式: v22-v12=2al 由上三式消去加速度a得:(1)物体由于运动而具有的能量(2)(3)焦 标量思考 1由于速度v的平方不可能是负值,所以动能只能是正值。2由于速度是矢量。当只有速度的方向发生变化而大小不变时,动能不变,同理动能不变时物体运动的速度可以发生变化。为此,可以说速度变化时动能不一定发生变化,动能不变时,速度可以发生变化。动能变化时速度一定发生变化。2. 动能定理拉力做的功摩擦力(或重力)做的
8、功合力做的功物体动能变化情景106J6J减少6J(或6J)情景24J2J2J增加2J(或2J)情景314J12J2J2J合外力对物体所做的功等于物体动能的变化力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,这个结论叫做动能定理W=Ek2Ek1(或)W为合外力的功 Ek2末动能 Ek1初动能思考 1合外力对物体做正功时,物体的动能增加;合外力对物体做负功时,物体的动能减少。2物体的动能不变,只能说明合外力做的功为零,但合外力做功为零时物体受到有合外力却不一定是零。来源:Z_xx_k.Com3. 动能定理的应用【典例分析】例1、BCD例2、例3、例4、4m仔细研究上述三个表达式,可以发
9、现它们有着相同的特点:第一,式中的与v相关,因而与动能Ek相关,且与v2成正比也与前面的探究相一致;第二,始末两态的之差与力的功W相等,因而与前面重力势能、弹性势能的研究相一致,即功是它的变化的量度。可见,就是我们寻找的动能的表达式。至此,我们可以定义质量为m的物体,以速度v运动时的动能为 Ek=。1. 应用动能定理解题的一般步骤及注意点应用动能定理解题的一般步骤是: 选取研究对象,确定研究过程; 分析问题受力,明确做功情况; 根据初、末状态,确定初、末动能; 应用动能定理,列出方程求解。应用动能定理解题应注意以下几点: 正确分析物体受力,要考虑物体所受的所有外力,包括重力。 有些力在物体运动
10、全过程中不是始终存在的,若物体运动过程中包含几个物理过程,物体运动状态、受力等情况均发生变化,则在考虑外力做功时,必须根据不同情况分别对待。 若物体运动过程中包含几个不同的物理过程,解题时可以分段考虑也可视全过程为一整体,用动能定理解题,后者往往更为简捷。关于功和能的关系,我们可以从下面两方面加以理解: 做功的过程是能量转化的过程 能量有机械能、电能、内能、光能、化学能、核能等多种形式,各种形式的能可以相互转化,在转化过程中满足总能量守恒。在电灯通电时,电流做功,电能转化为内能和光能;当汽车发动机工作时,把化学能转化为机械能;在核反应过程中,核力做功,把核能转化为内能。要使能量的形式发生变化,
11、必须通过做功过程才能实现。这一点和初中学过的热传递有着本质的区别。在热传递中过程,能量的形式并不发生变化。 功是能量转化的量度 在做功使能量的形式发生变化时,做了多少功,就有多少的能量从一种形式转化为另一种形式。例如,电阻丝通电时,若电流做了100J的功,就有100J的电能转化为内能。从这个意义上讲,功好像是一把尺子,可以用它来量度能量转化的大小。我们在推导重力势能、弹性势能和动能的表达式时,正是从这一原理入手的。7 动能和动能定理整体设计 动能定理是本章教学重点,也是整个力学的重点,课程标准要求“探究恒力做功与物体动能变化的关系.理解动能和动能定理,用动能定理解释生活和生产中的现象”.因此,
12、在实际教学中要注重全体学生的发展,改变学科本位的观念,注重科学探究,提倡学习方式的多样化、强调过程和方法的学习,以培养学生的“创新意识、创新精神和实践能力”为根本出发点,激励学生“在教学过程中的主动学习和探究精神”,调动学生学习的主动性、积极性,促进其个性全面健康地发展和情感态度与价值观的自我体现. 在实际学习中学生对动能概念的理解较为容易,能够掌握外力对物体做的功与物体动能的变化之间的定性关系,能够理论推导它们之间的定量关系,但真正从深层次理解存在困难.在前几节的学习中,学生已经建立了一种认识,那就是某个力对物体做功一定对应着某种能量形式的变化.本节就来寻找动能的表达式.因为有前几节的基础,
13、本节可以放手让学生自己去推理和定义动能的表达式.让学生经过感性认识到理性认识的过程,教学的起始要求不能太高,要循序渐进,从生活中众多实例出发,通过分析、感受真正体验动能定理的内涵.通过实例分析、实验设计、器材选择、动手操作、教师演示等环节,让每一位同学都积极参与课堂教学,每一位同学都能享受成功的喜悦. 动能定理是一条适用范围很广的物理定理,但教材在推导这一定理时,由一个恒力做功使物体的动能变化,得出力在一个过程中所做的功等于物体在这个过程中动能的变化.然后逐步扩大几个力做功和变力做功及物体做曲线运动的情况.这个梯度是很大的,为了帮助学生真正理解动能定理,教师可以设置一些具体的问题,让学生寻找物
14、体动能的变化与哪些力做功相对应.教学重点 理解动能的概念;会用动能的定义式进行计算.教学难点1.探究功与物体速度变化的关系,知道动能定理的适用范围.2.会推导动能定理的表达式.课时安排 1课时三维目标知识与技能1.理解动能的概念.2.熟练计算物体的动能.3.会用动能定理解决力学问题,掌握用动能定理解题的一般步骤.过程与方法1.运用演绎推导方式推导动能定理的表达式,体会科学探究的方法.2.理论联系实际,学习运用动能定理分析解决问题的方法.情感态度与价值观1.通过演绎推理的过程,培养对科学研究的兴趣.2.通过对动能和动能定理的演绎推理,使学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系,反映了
15、自然界的真实美.教学过程导入新课视频导入 利用大屏幕投影展示风力发电与龙卷风的视频片断,让学生观察、自主提问、分组探讨. 教师引导参考问题:1.风力发电是一种重要的节能方法,风力发电的效率与哪些因素有关?来源:学科网2.龙卷风给人类带来了极大的灾难,龙卷风为什么具有那么大的能量呢?故事导入 传说早在古希腊时期(公元前200多年)阿基米德曾经利用杠杆原理设计了投石机,它能将石块不断抛向空中,利用石块坠落时的动能,打得敌军头破血流. 同学们思考一下,为了提高这种装置的杀伤力,应该从哪方面考虑来进一步改进?学习了本节动能和动能定理,就能够理解这种装置的应用原理. 问题导入 英国传统跑车的代表品牌莲花
16、也是以制造小排量、车体极度轻量化的速度机器而著称.一辆莲花Elise,排量只有1.8 L,由于重量只有675 kg,却可以创造出百公里加速5.9 s的惊人纪录. 使莲花跑车速度达到100 km/h需要对它做多少功?如果这一过程是以恒定的额定功率实现的,那么该车发动机的额定功率大约应是多少?推进新课一、动能的表达式 功是能量转化的量度,每一种力做功对应一种能量形式的变化.重力做功对应于重力势能的变化,弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化,前几节我们学习了重力势能的基本内容.“追寻守恒量”中,已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能,大家举例说明哪些物体具有动能.参案:奔驰的汽车、滚动的足球、摆动的
17、树枝、投出的篮球等运动的物体都具有动能.教师引导:重力势能的影响因素有物体的质量和高度,今天我们学习的动能影响因素有哪些?通过问题启发学生探究动能的影响因素.学生思考后总结:汽车运动得越快,具有的能量越多,应该与物体的速度有关;相同的速度,载重货车具有的能量要比小汽车具有的能量多,应该与物体的质量有关.即动能的影响因素应该是物体的质量和速度.来源:Zxxk.Com问题:如何验证物体的动能与物体的质量和速度的关系?演示实验: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.1.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.2.让质量不同的木块从同一高度滑下
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