2020-2021学年高中物理-第八章-机械能守恒定律-3-动能和动能定理教案-新人教版必修2.docx

2020-2021学年高中物理 第八章 机械能守恒定律 3 动能和动能定理教案 新人教版必修2

2020-2021学年高中物理 第八章 机械能守恒定律 3 动能和动能定理教案 新人教版必修2

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第3节　动能和动能定理

本节内容主要包括动能和动能定理两部分内容，是在学习了“功和功率”的基础上的知识。动能定理是高中物理内容中十分重要的内容之一，是中学阶段处理功能问题使用频率最高的物理规律，是对前面研究恒力做功做了一个深入，对变力做功也适用，并为进一步学习机械能守恒打下了基础，因此这一节有承上启下的作用。

物理观念：理解动能的内涵，能用动能定理分析解释生产生活中的相关现象，解决一些相关的实际问题
科学思维：能利用动能定理解决动力学问题和变力做功问题
科学探究：能通过理论推导得出动能定理的内容。
科学态度与责任：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科学中所蕴含的严谨的逻辑关系，有较强的学习和研究物理的兴趣。

1、 教学重点：能科学探究功与动能变化的关系，借助牛顿第二定律，推到出动能定理
2、教学难点：会用动能定理处理有关实际问题，特别是动能定理在变力做功和曲线运动中的应用，领会运用动能定理解题的优越性

多媒体课件

一、 新课导入
利用大屏幕投影展示子弹穿扑克牌、风力发电等照片，让学生观察、自主提问、分组探讨

物体由于运动而具有的能叫做动能

列车的动能如何变化？变化的原因是什么？
磁悬浮列车在牵引力的作用下（不计阻力），速度逐渐增大
二、新课教学
一、动能的表达式
如图所示

设某物体的一个物体的质量为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l，速度增大到，则：
1．力F对物体所做的功多大？（W＝Fl）
2．物体的加速度多大？a＝
3．物体的初速、末速、位移之间有什么关系?
4．结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子?
5．在学生推导的过程中评析：
从这个式子可以看出，“”很可能是一个具有特殊意义的物理量。（在该过程中通过类比重力势能的推导方法将动能的表达式加以确定，将动能的表达式进行确定，得出动能的表达式，突破这一难点）
6．通过上节课的探究我们还了解了力所做的功与物体所获得的速度的关系，为W∝；而且这个量在过程终了时和过程开始时的差，也就是这个量在这个过程中发生的变化，正好等于力对物体做的功；我们还知道物体的动能和物体的质量有关；所以“”应该就是我们寻找的动能的表达式。于是，我们说质量为m的物体，以速度运动时的动能为：
7．讲述动能的有关问题：
①动能是标量
②动能的单位：焦（J）
二、动能定理
有了动能的表达式后，前面我们推出的，就可以写成[来源:学科网ZXXK]

其中表示一个过程的末动能，表示一个过程的初动能。
上式表明，力在一个过程中对物体所作的功，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。
提出问题：
（1）如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？结合生活实际，举例说明。
（2）动能定理，我们实在物体受恒力作用且作直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力作功或物体作曲线运动的情况，该怎样理解？
教师讲解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（范围很广）.
局限性：
只能求速度大小不能求速度方向
讨论：
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?
投影例题1和例题2，引导学生一起分析、解决。
引导学生在实物投影仪上讲解自己的解答，并相互讨论；教师帮助学生总结用动能定理解题的要点、步骤，体会应用动能定理解题的优越性。
1、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便.
2、用动能定理解题，必须明确初末动能，要分析受力及外力做的总功.
3、要注意：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，动能减小。
课本例题1：一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移l达到 2.5×103m 时，速度达到起飞速度 80 m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的 1/50 。g取 10 m/s2，求飞机平均牵引力的大小。

课本例题2：人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320 N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg， g取10 m/s2， cos 37°＝0.8。求：（1）重物刚落地时的速度是多大？（2）重物对地面的平均冲击力是多大？

动能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、E 等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理。由于只需从力在各段位移内做的功和这段位移始末两状态动能变化去研究，故无需注意其中运动状态变化的细节，又由于功和动能都是标量，无方向性，无论是对直线运动或曲线运动而言，计算都会特别方便。当题给条件涉及力的位移效应，而不涉及加速度和时间时，用动能定理求解一般比用牛顿第二定律和运动学公式求解简便。用动能定理还能解决一些用牛顿第二定律和运动学公式难以求解的问题，如变力作用过程、曲线运动等。对于一些比较复杂的物理过程，首先分清楚物体在各阶段的运动特点，明确各个物理量之间的关系，再利用恰当的物理规律进行求解，特别是对所求物体受到的力做功的计算，切不可主观臆断，直接用恒力做功公式来求解。让学生体会动能定理的优越性。