动能定理教案-曹阳.doc

高三一轮复习课 动能和动能定理 教案

★知识与技能
1、理解动能的概念，掌握动能的表达式，掌握动能定理的表达式。
2、会用动能定理解决力学和电磁学问题，掌握用动能定理解题的一般步骤。
3、理解动能定理的确切含义，应用动能定理求解复杂的多过程问题以及变力做功的问题。
★过程与方法
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
通过运用动能定理分析解决问题，感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣。
★教学重点
掌握用动能定理解题的一般步骤
★教学难点
对动能定理的理解和复杂应用。
★教学过程：
知识点梳理
一、动能
1．定义：物体由于 运动 而具有的能。
2．表达式：Ek＝mv2．
(3)单位：焦耳，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2.
(4)矢标性：动能是标量，没有方向。
(5)状态量：动能是状态量，因为v是瞬时速度。
二、动能定理
1．内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．
2．表达式：W合＝mv22－mv12＝Ek2－Ek1. ．
3．物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度．
4．适用范围
(1) 动能定理适用不同的运动轨迹，既适用于 直线 运动，也适用于 曲线 运动．
(2) 动能定理适用不同性质的力，既适用于恒力做功，也适用于 变力 做功．
(3) 各个力的作用阶段可以不同，既可以是 全过程 作用，也可以是 某个阶段 作用．
应用动能定理解题的基本思路
1．选取研究对象，明确它的运动过程；
2．分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：

3．明确研究对象在过程的初末状态的动能Ek1和Ek2；
4. 列动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解．
例题讲析：

【例1】如图所示，倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连，O为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高。质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O等高的D点，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，
⑴求滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
解：（1）滑块由A到D过程，根据动能定理，有：
   mg（2R-R）- μmgcos37°• = 0 - 0
得 μ＝0.375

⑵若滑块从斜面A点上方P点由静止释放开始下滑，且恰好能通过轨道最高点C，求P点位置。
解：设P点离地高度为H，则滑块由P到C过程，根据动能定理，有：
mg（H-2R）- μmgcos37°• = mvc2 - 0
在C点：mg = m 联立求解： H = 2m

⑶若半圆轨道BC不光滑，将滑块从斜面上离地高度为H′= 3m的Q点静止释放开始下滑，也恰好能通过轨道最高点C，求在半圆轨道BC上滑块克服摩擦力所做的功？
解：滑块由Q到C过程中，根据动能定理，有：
mg（H′-2R）- μmgcos37°• - Wf = mvc2 - 0
在C点：mg = m 联立求解：Wf = 5J

【例2】 如图所示，一对竖直放置的平行金属板长为L，板间距为d，接在电压为U的电源上，板间有一与电场方向垂直的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。有一质量为m、带电荷量为+q的油滴，从离平行板上端h高处由静止开始自由下落，由两板正中央P点处进入电场和磁场空间，油滴在P点所受电场力和磁场力恰好平衡，最后油滴从一块极板的边缘D处离开电场和磁场空间。求：油滴在D点时的速度大小？
解：对整个运动过程，依据动能定理可知：

解得：VD=
巩固练习：
1、如图所示,有一带负电的小球，其带电量q=－2×10-3C.开始时静止在场强E=200N/C的匀强电场中的P点,靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离x1=5cm，与A板距离x2=45cm，重力作用不计．在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电量减少到碰前的k，已知k=，假设碰撞过程中小球的机械能没有损失。求小球经过多少次碰撞后，才能抵达A板？

解：设小球与挡板相碰后向右运动s，则
qEx1 - kqEs1 = 0 - 0  ① s1=
设第二次与挡板S相碰后向右移动最远距离为S2
kqEs1 - kq1Es2= 0 - 0 ②    S2=     
当碰撞n次后，小球向右移动最远距离为Sn
qEx1 - knqEs2= 0–0 ③
则：Sn=≥x1+x2 
代入数据得：n≥13，所以n取13. 

2、（多选）如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v0，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小为F＝kv(k为常数，v为环的运动速度)，则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)可能为( ABD )
A、 B、0
C、 D、

3、(单选)如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是(　A　)

A．mgh－mv2 B.mv2－mgh C．－mgh D．－(mgh＋mv2)

4、右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L＝1.5 m，如右图所示．将一个质量为m＝0.5 kg的木块在F＝1.5 N的水平拉力作用下，从桌面上的A端由静止开始向右运动，木块到达B端时撤去拉力F，木块与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 m/s2.求：
(1)木块沿弧形槽上升的最大高度；
(2)木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑动的最大距离．

(1)0.15 m　(2)0.75 m

5、 如图4－2－5甲所示，一质量为m＝1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t＝0时刻开始物块受到如图乙所示规律变化的水平力F的作用并向右运动，第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5 s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，(g＝10 m/s2)求：

图4－2－5
(1)A与B间的距离．
(2)水平力F在前5 s内对物块做的功．

(1)4 m　(2)24 J