动能和动能定理.doc

青年教师比武
7.7动能和动能定理
学科：物理 讲课人：周利杰
【教材分析】
本节内容主要学习动能和动能定理，与前面第一节追寻守恒量相呼应。通过本节内容的学习，既深化了对功的概念的理解，使学生对“功是能量变化的量度”有了进一步的了解，拓展了求功的思路，也为机械能守恒定律的学习打下了基础。
【设计理念】
首先选择图片和实验让学生从感官上理解动能和哪些因素有关，再从理论上进行推导验证学生的猜想，然后再从例题的不同解法来体会用动能定理解题的方便和优越性，并让学生知道动能定理的适用范围的广泛性。
【教学目标】
（一）知识与技能
1、理解动能的定义，表达式，理解动能定理的物理意义。
2、领会运用动能定理解题的优越性，理解做功的过程就是能量转化或转移的过程，会用动能定理处理单个物体的有关问题。
3、知道动能定理可用于变力做功与曲线运动的情景。
4、知道动能定理的解题步骤
（二）过程与方法
1、掌握恒力作用下动能定理的推导
2、体会运用动能定理解题的优越性
（三）情感态度与价值观
体会“状态的变化量量度复杂过程量”这一物理思想，感受数学语言对物理过程描述的简洁美。
【教学重点】
1、动能表达式的得出。
2、运用动能定理解决力学问题。
【教学难点】
对动能、动能定理概念的理解及应用。
【教学方法】
通过实验和阶梯式的例题来引导学生进行探究总结。

【教学过程】
一、 引入
我们在前面学习追寻守恒量这节中已经了解到动能的定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。那么动能究竟与哪些因素有关呢？
初中物理实验12.1《探究动能的大小与哪些因素有关》
猜想：动能的大小与____________和__________有关。
二、 探究动能的表达式
设质量为m的物体，在与运动方向相同的恒力F的作用下沿着光滑水平面发生一段位移L，速度由v1增加到v2，如何用m和v表示力F做的功。

W=FL
F=_______________
L=_______________
所以W=_______________
从这个式子可以看出，“”很可能是一个具有特定意义的物理量，因为这个量在过程终了与过程开始时的差，正好等于力对物体做的功，所以“”应该就是我们寻找的动能表达式。
三、 动能
用EK表示动能，则计算动能的公式为：EK=。
对动能的表达式EK=的理解：
1、动能是 (选填矢量或标量)，且只有 （选填正值或负值），动能只与物体的速度 有关，与速度的____ 无关。
2、动能是状态量.V是瞬时速度。在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能。
3、动能具有相对性，对不同的参考系，物体速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，一般都以地面为参考系研究物体的运动。
随堂练习：
例1：关于动能的理解，下列说法正确的是：（ ）
A、一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化。
B、一定质量的物体，速度不变时，动能一定不变。
C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化。
D、一定质量的物体，动能不变时，速度一定不变。
四、 动能定理

内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
思考与讨论（一）
如果物体受到几个力作用,动能定理中的W表示的物理意义是什么？

思考与讨论（二）
动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解?

对动能定理的理解
1、当外力做正功时，W合>0，故Ek2>Ek1，即动能 （选填增加或减少）
当外力做负功时，W合<0，故Ek2<Ek1，即动能
2、对状态与过程关系的理解
功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。 动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。
3、适用范围：
既适用于恒力做功，也适用于变力做功；
既适用于直线运动，也适用于曲线运动。
五、 精例讲析
例2：一架喷气式飞机，质量m =5×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l =5.3×102m时，达到起飞的速度 v =60m/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍（k=0.02），求飞机受到的牵引力。
方法一：应用牛顿运动定律

方法二：应用动能定理

例3：在h高处，以初速度v0向水平方向抛出一小球，不计空气阻力，小球着地时速度大小为（ ）

课后练习：
1． 改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生变化。在下列几种情况下，汽车的动能各是原来的几倍？
A.质量不变，速度增大到原来的两倍
B.速度不变，质量增大到原来的两倍
C.质量减半，速度增大到原来的四倍
D.速度减半，质量增大到原来的四倍
2． 把一辆汽车的速度从10km/h加速到20km/h，或者从50km/h加速到60km/h，那种情况做的功比较多？说明理由。

3． 质量是500g的足球被踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是10m，在最高点的速度为20m/s。请你根据这个估计运动员踢球时对足球做的功。

4． 质量为50kg的游泳运动员，从离水面10m高的跳台上以4m/s的速度跳出。求：运动员起跳时做了多少功？若不计空气阻力，运动员入水时的速度是多少？若该运动员落水时的速度为13m/s，则他克服空气阻力做了多少功？

板书设计：1、动能: ：EK=
标量，只有正值，与物体的质量和速度的大小有关
2、动能定理：

应用动能定理解题的一般步骤：
1、 确定研究对象和过程，画出示意图
2、 受力分析、运动分析
3、 判断每个力的做功情况
4、 列出方程求解