2023年高中物理动能定理教案范文.docx

学海无涯 高中物理动能定理教案 篇一：高一物理动能 动能定理教案 动能 动能定理 一、教学目的 1．理解动能的概念： (1)明白什么是动能。 中动能的单位是焦耳(J)；动能是标量，是状态量。 (3)正确理解和运用动能公式分析、解答有关征询题。 2．掌握动能定理： (1)掌握外力对物体所做的总功的计算，理解“代数和〞的含义。 (2)理解和运用动能定理。 二、重点、难点分析 1．本节重点是对动能公式和动能定理的理解与应用。 2．动能定理中总功的分析与计算在初学时比较困难，应通过例题逐步提高学生处理该征询题的才能。 3．通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解，让学生对功、能关系有更全面、深化的认识，这是本节的较高要求，也是难点。 三、教具 投影仪与幻灯片假设干。 四、主要教学过程 (一)引入新课 初中我们曾对动能这一概念有简单、定性的理解，在学习了功的概念及功和能的关系之后，我们再进一步对动能进展研究，定量、深化地理解这一概念及其与功的关系。 (二)教学过程设计 1．什么是动能？它与哪些要素有关？这主要是初中知识回忆，可请学生举例答复，然后总结作如下板书： 物体由于运动而具有的能叫动能，它与物体的质量和速度有关。 下面通过举例说明：运动物体可对外做功，质量和速度越大，动能越大，物体对外做功的才能也越强。因而说动能是表征运动物体做功的一种才能。 2．动能公式 动能与质量和速度的定量关系如何呢？我们明白，功与能亲切相关。因而我们能够通过做功来研究能量。外力对物体做功使物体运动而具有动能。下面我们就通过这个途径研究一个运动物体的动能是多少。 用投影仪打出征询题，引导学生答复： 光滑水平面上一物体原来静止，质量为m，如今动能是多少？(由于物体没有运动，因而没有动能)。在恒定外力F作用下，物体发生一段位移s，得到速度v(如图1)，这个过程中外力做功多少？物体获得了多少动能？ 由于外力做功使物体得到动能，因而mv2确实是物体获得的动能，如此我们就得到了动能与质量和速度的定量关系： 物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。用Ek表示动能，那么 计算动能的公式为： 由以上推导过程能够看出，动能与功一样，也是标量，不受速度方向的阻碍。它在国际单位制中的单位也是焦耳(J)。一个物体处于某一确定运动状态，它的动能也就对应于某一确定值，因而动能是状态量。 下面通过一个简单的例子，加深同学对动能概念及公式的理解。 试比较以下每种情况下，甲、乙两物体的动能：(除以下点外，其他情况一样) ①物体甲的速度是乙的两倍；②物体甲向北运动，乙向南运动； ③物体甲做直线运动，乙做曲线运动；④物体甲的质量是乙的一半。 在学生得出正确答案后总结：动能是标量，与速度方向无关；动能与速度的平方成正比，因而速度对动能的阻碍更大。 3．动能定理 (1)动能定理的推导 将刚刚推导动能公式的例子改动一下：假设物体原来就具有速度v1，且水平 面存在摩擦力f，在外力F作用下，通过一段位移s，速度到达v2，如图2，那么 此过程中，外力做功与动能间又存在什么关系呢？ 外力F做功：W1＝Fs 摩擦力f做功：W2＝ -fs 可见，外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量。其中F与物体运动同向，它做的功使物体动能增大；f与物体运动反向，它做的功使物体动能减少。它们共同作用的结果，导致了物体动能的变化。 将上述征询题再推行一步：假设物体同时受几个方向任意的外力作用，情况又如何呢？引导学生推导出正确结论并板书： 外力对物体所做的总功等于物体动能的增加，这个结论叫动能定理。 用W总表示外力对物体做的总功，用Ek1表示物体初态的动能，用Ek2表示末态 动能，那么动能定理表示为： W总＝Ek2-Ek1＝ΔEk (2)对动能定理的理解 动能定理是学生新接触的力学中又一条重要规律，应立即通过举例及分析加深对它的理解。 a．对外力对物体做的总功的理解 有的力促进物体运动，而有的力那么阻碍物体运动。因而它们做的功就有正、负之分，总功指的是各外力做功的代数和；又由于W总＝W1+W2+＝F1·s+F2·s+＝F合·s，因而总功也可理解为合外力的功。 b．对该定理标量性的认识 因动能定理中各项均为标量，因而单纯速度方向改变不阻碍动能大小。如匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆心，与位移方向不断保持垂直，因而合外力做功为零，动能变化亦为零，并不因速度方向改变而改变。 c．对定理中“增加〞一词的理解 由于外力做功可正、可负，因而物体在一运动过程中动能可增加，也可能减少。因而定理中“增加〞一词，并不表示动能一定增大，它确实切含义为末态与初态的动能差，或称为“改变量〞。数值可正，可负。 d．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。 4．例题讲解或讨论 主要针对本节重点难点——动能定理，适当举例，加深学生对该定理的理解，提高应用才能。 例1．一物体做变速运动时，以下说法正确的 是[ ] A．合外力一定对物体做功，使物体动能改变 B．物体所受合外力一定不为零 C．合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变 D．物体加速度一定不为零 此例主要调查学生对涉及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解。只要考虑到匀速圆周运动的例子，特别容易得到正确答案B、D。 例2．在水平放置的长直木板槽中，一木块以 6.0米/秒的初速度开场滑动。滑行4.0米后速度减为4.0米/秒，假设木板槽粗糙程度处处一样，此后木块还能够向前滑行多远？ 此例是为加深学生对负功使动能减少的印象，需正确表示动能定理中各物理量的正负。解题过程如下： 设木板槽对木块摩擦力为f，木块质量为m，据题意使用动能定理有： 二式联立可得：s2＝3.2米，即木块还可滑行3.2米。 此题也可用运动学公式和牛顿定律来求解，但过程较繁，建议布置学生课后作业，并比较两种方法的优劣，看出动能定理的优势。 例3．如图3，在水平恒力F作用下，物体沿光滑曲面从高为h1的A处运动 到高为h2的B处，假设在A处的速度为vA，B处速度为vB，那么AB的水平间隔为多 大？ 可先让学生用牛顿定律考虑，遇到困难后，再指导使用动能定理。 A到B过程中，物体受水平恒力F，支持力N和重力mg的作用。三个力做功分别为Fs，0和-mg(h2-h1)，因而动能定理写为： 从此例能够看出，以我们如今的知识水平，牛顿定律无能为力的征询题，动能定理能够特别方便地处理，其关键就在于动能定理不计运动过程中瞬时细节。 通过以上三例总结一下动能定理的应用步骤： (1)明确研究对象及所研究的物理过程。 (2)对研究对象进展受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和。 (3)确定始、末态的动能。(未知量用符号表示)，按照动能定理列出方程 W总＝Ek2-Ek1) (4)求解方程、分析结果 我们用上述步骤再分析一道例题。 例4．如图4所示，用细绳连接的A、B两物体质量相等，A位于倾角为30°的斜面上，细绳跨过定滑轮后使A、B均保持静止，然后释放，设A与斜面间的滑动摩擦力为A受重力的0.3倍，不计滑轮质量从摩擦，求B下降1米时的速度大可。 篇二：动能和动能定理教案高中物理必修二 泗县一中 动能和动能定理教案 高一物理组：吕雪利 动能和动能定理教案 【教学目的】 知识与技能： ⑴理解动能的概念，明白其表达式确实定过程； ⑵理解动能定理物理意义及其推导过程； ⑶明白动能定理的适用条件，学会动能定理的简单应用。 过程和方法： ⑴体验科学推理和理论验证相结合的探究过程。 ⑵培养学生演绎推理的力。 ⑶培养学生的制造才能和制造性思维。 情感、态度和价值观： ⑴激发学生对物理征询题进展理论探究的兴趣。 ⑵激发学生用不同方法处理同一征询题的兴趣，选择用最优的方法处理征询题。 【教学重点】 ⑴动能表达式的得出。 ⑵运用动能定理处理力学征询题的思路和方法。 【教学难点】 对动能概念、动能定理的理解及其应用. 【教学方法】 推理归纳法、讨论法。 【教学过程】引入新课 通过上节“探究功与速度变化的关系〞，我们已经理解到一个特别情形下力对物体的功与物体速度变化的关系，即wv2，那么动能的表达式中可能包含v2这个因子。 举例：假设两辆一样的卡车，一辆满载物资，一辆空载以一样的速度行驶，撞到一颗大树上，那辆车破损的更严峻？ 学生考虑答复：满载物资的 接着提征询：为什么呢？ 老师引导答复由于满载物资的质量大拥有的动能多。从这里能够看出动能还跟质量有关系，那么表达式还可能有m这个因子。 1 详细的表达式：Ekmv2〔老师直截了当给出〕 2 学生开场产生疑征询，为什么是如此呢？ 老师接着介绍推导过程，我们是从牛顿第二定律和运动学方程下手 一、探究动能的表达式。 设物体的质量为m，在与运动方向一样的恒定外力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如何用m和v表示力F做的功。 按照牛顿第二定律Fma 2 由运动学方程得 v2v122al 由物体位移和做功之间的关系 WFlmal 122 m(v2v1) 图 1 2 1212mv2mv122 12 mv特别可能是一个具有特定意义的物理量，由于这个量在过程终了与过程2 1 开场时的差，正好等于力对物体做的功，因而“mv2〞应该确实是我们寻找的动 2 能表达式。 上节的实验说明力对初速度为零的物体所做的功与物体的二次方成正比。只 1 要将表达式中的v10就能够得到W＝mv2，由于外力做功使物体得到动能，所 2 1 以mv2确实是物体获得的动能，如此我们就得到了动能与质量和速度的定量关2 系： 用Ek表示动能，那么计算动能的公式为：Ek质量跟它的速度平方的乘积的一半。 由以上推导过程能够看出，动能与功一样，也是标量，不受速度方向的阻碍。它在国际单位制中的单位也是焦耳〔J〕。一个物体处于某一确定运动状态，它的动能也就对应于某一确定值，因而动能是状态量。 说明：在此强调功是能量转化的量度，做功对应能的变化，力对物体做正功物体对应的能量增加，反之减小，做功对应的不是能而是能量的变化，做功的力特别多，如：重力，弹力等。举例在前面的学习中我们已有所体会重力做功对应重力势能的变化即：WGEP,弹力做功对应弹性势能的变化即：W弹EP。 12 mv。即物体的动能等于它的2 下面通过一个简单的例子，加深同学对动能概念及公式的理解。 试比较以下每种情况下，甲、乙两物体的动能：〔除以下点外，其他情况一样〕 ① 物体甲的速度是乙的两倍； ② 物体甲向北运动，乙向南运动； ③ 物体甲做直线运动，乙做曲线运动； ④ 物体甲的质量是乙的一半。 总结：动能是标量，与速度方向无关；动能与速度的平方成正比，因而速度对动能的阻碍更大。 二、动能定理 ①动能定理的推导 将刚刚推导动能公式的例子改动一下：假设物体原来就具有速度v1，且水平面存在摩擦力f，在外力F作用下，通过一段位移s，速度到达v2，如图2，那么此过程中，外力做功与动能间又存在什么关系呢？ 外力F做功：W1＝Fs 摩擦力f做功：W2＝－fs 外力做的总功为： 2 v2v121212 W总＝Fsfsmamv2mv1Ek2Ek1Ek 2a22 可见，外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量。其中F与物体运动同向，它做的功使物体动能增大；f与物体运动反向，它做的功使物体动能减少。它们共同作用的结果，导致了物体动能的变化。 征询：假设物体同时受几个方向任意的外力作用，情况又如何呢？引导学生推导出正确结论并板书： 外力对物体所做的总功等于物体动能的增加，这个结论叫动能定理。 用W总表示外力对物体做的总功，用Ek1表示物体初态的动能