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探究式物理程序教学法资料 高中物理(人教版必修2)第七章《机械能守恒定律》教学案例
第七节 动能和动能定理(第1课时)
长沙县实验中学 潘南军
【学习目标】
1.知道什么是动能,知道动能的计算公式。知道动能是标量
2.理解动能定理及动能定理的推导过程,知道动能定理解题的步骤。
3.会用动能定理分析求解问题。
【重点难点】
1.动能定理及含义理解
2.动能定理的初步应用
【新知梳理】
1.对动能的理解,下列说法正确的是( ABC )
A.凡是运动的物体都具有动能
B.动能不可能为负值
C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化;速度变化时,动能不一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
2.两个物体质量之比为100:1,速度之比为1:100,这两个物体的动能之比为__________。一个物体的速度从0增加到v,再从v增加到2v,前后两种情况下,物体动能的增加量之比为___________。
3.物体能量的变化往往跟力做功相关联
重力势能变化 ← 重力做功 弹性势能变化 ← 弹力做功
动能变化 ← 合外力做功
4.如图所示,设质量为m的物体放在光滑的水平地面上,用恒定的水平推力使物体移动L的水平距离,试根据牛顿运动定律和功的计算公式,推理功和物体速度变化的关系。
【合作共探1】
一架喷气式飞机质量为5.0×l03kg,起飞过程中从静止开始滑跑.当位移达到L=5.3×102m时,速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍.求飞机受到的牵引力.(g取10m/s2)
请同学们把具体的解答过程写出来.
【思路感悟1】用动能定理和我们以前解决这类问题的方法相比较,动能定理的优点在哪里呢?
动能定理对应的是一个过程,它只涉及到物体初、末状态的动能和整个过程中合外力的功,无需注意其中运动状态变化的细节,且涉及的功和能均为标量无方向性,计算十分方便,因而当遇到不涉及加速度和时间而涉及力、位移、质量、速度、功和动能等物理量大小的力学问题时,优先考虑用动能定理。
【检测反馈1】
一粒子弹以700m/s的速度射入一块木块,射穿后的速度降为500m/s,则这粒子弹能再穿过 1 块同样的木块。(设木块固定,子弹受到阻力恒定)。
【合作共探2】
质量m=0.2kg的物体置于水平桌面上,在F=2N的水平拉力作用下前进了=0.6 m,如图所示,此时F停止作用,物体与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,求:(1)物体滑到=1.0 m处时的速度; (2)物体能滑多远?(g取10 m/s2)
F
解析:(1)
(2)
【思路感悟2】
你能总结一下用动能定理解决问题的一般步骤吗?
(1)恰当选取研究对象,对研究对象进行受力分析,画出受力图。
(2)分析研究对象的运动过程,确定初、末状态。
(3)求出从初状态到末状态的过程中各力对研究列象所做的合功。
(4)计算研究对象从初状态到末状态的动能增量。
(5)建立动能定理方程、解方程、作必要的讨论。
【检测反馈2】
一辆质量为m,速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l后停下来,试求汽车受到的阻力.
【知能整合】
“两点”、“一过程”是应用动能定理的着眼点和突破口,“两点”即研究对象的初状态和末状态,“一过程”即研究对象从初状态到末状态的运动过程.
应用动能定理时,必须明确各力做功的正、负.当一个力做负功时,可设物体克服该力做功为W,将该力做功表达为-W,也可以直接用字母W表示该力做功,使其字母本身含有负号.
在应用动能定理解决问题时,动能定理中的位移、速度各物理量都要选取同一个惯性参考系,一般都选地面为参考系.
功和动能都是标量,动能定理表达式是一个标量式,不能在某一个方向上应用动能定理.
【限时训练】 班 姓名
1. 关于功和物体动能变化的关系,不正确的说法是
A.有力对物体做功,物体的动能就会变化
B.合力不做功,物体的动能就不变
C.合力做正功,物体的动能就增加
D.所有外力做功代数和为负值,物体的动能就减少
2.下列说法正确的是
A.物体所受合力为0,物体动能可能改变
B.物体所受合力不为0,动能一定改变
C.物体的动能不变,它所受合力一定为0
D.物体的动能改变,它所受合力一定不为0
3.一物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,外力做功分别为W1和W2,则W1和W2关系正确的是
A.W1=W2 B.W2=2W1
C.W2=3W1 D.W2=4W1
4.一质量为2 kg的滑块,以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4 m/s,在这段时间里水平力做的功为
A.0 B.8 J
C.16 J D.32 J
5.物体A和B质量相等,A置于光滑的水平面上,B置于粗糙水平面上,开始时都处于静止状态,在相同的水平力F作用下移动相同的位移,则
A.力F对A做功较多,A的动能较大
B.力F对B做功较多,B的动能较大
C.力F对A和B做功相同,A和B的动能相同
D.力F对A和B做功相同,但A的动能较大
6.a、b、c三个物体质量分别为m、2m、3m,它们在水平路面上某时刻运动的动能相等。当每个物体受到大小相同的制动力时,它们制动距离之比是:
A.1∶2∶3 B.12∶22∶32
C.1∶1∶1 D.3∶2∶1
7.质量为2 kg的物体A以5 m/s的速度向北运动,另一个质量为0.5 kg的物体B以10 m/s的速度向西运动,则下列说法正确的是
A.EkA=EkB B.EkA>EkB
C.EkA<EkB D.因运动方向不同,无法比较动能
8.一子弹以水平速度v射入一块固定的木块中,射入深度为s,设子弹在木块中运动时受到的阻力是恒定的,那么当子弹以v/2的速度水平射入此木块时,射入深度为
A.s B.
C. D.
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A
D
C
A
D
C
A
D
9.以l0m/s的初速度运动的石块,在水平冰面上滑行100m后停下,若g取10m/s2,则冰面与石块之间的动摩擦因数是多大?(μ=0.05)
10.物体从高出地面H处由静止自由落下,不考虑空气阻力,落至地面进入沙坑h处停止,如图所示,求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍
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