2019-2020年高一物理《動能定理》教學(xué)設(shè)計教案.doc
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2019-2020年高一物理《動能定理》教學(xué)設(shè)計教案 ●本節(jié)教材分析 動能定理研究的是質(zhì)點(diǎn)的功能關(guān)系,是本章的重點(diǎn). 本節(jié)在講述動能和動能定理時,沒有把二者分開講述,而是以功能關(guān)系為線索,同時引入了動能的定義式和動能定理,這樣敘述,思路簡明,能充分體現(xiàn)功能關(guān)系這一線索,同時考慮到初中已經(jīng)學(xué)過動能的概念,這樣敘述,學(xué)生容易接受. 通過本節(jié)的學(xué)習(xí),應(yīng)使學(xué)生理解動能定理的推導(dǎo)過程.清楚動能定理的適用條件,通過對比分析使學(xué)生體會到應(yīng)用動能定理解題較牛頓運(yùn)動定律與運(yùn)動學(xué)公式解題的不同點(diǎn):即運(yùn)用動能定理解題由于不涉及物體運(yùn)動過程中的加速度和時間,因此用它來處理問題有時比較方便. ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(biāo) 1.理解動能的概念. 2.知道動能的定義式,會用動能的定義式進(jìn)行計算. 3.理解動能定理及其推導(dǎo)過程,知道動能定理的適用范圍. 二、能力目標(biāo) 1.運(yùn)用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動能定理的表達(dá)式. 2.理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力. 三、德育目標(biāo) 通過動能定理的演繹推導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣. ●教學(xué)重點(diǎn) 1.動能的概念. 2.動能定理及其應(yīng)用. ●教學(xué)難點(diǎn) 對動能定理的理解. ●教學(xué)方法 推理歸納法、講授法、電教法. ●教學(xué)用具 投影片、CAI課件、導(dǎo)軌、物塊(或小球兩個). ●教學(xué)過程 用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo). 1.理解動能的概念,會用動能的定義式進(jìn)行計算. 2.理解動能定理及其推導(dǎo)過程. 3.知道動能定理的適用條件,會用動能定理進(jìn)行計算. 學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程. 一、引入新課 1.問:什么是物體的動能?物體的動能與什么因素有關(guān)? 2.學(xué)生答: 物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能; 物體的動能跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān)系. 3.引入 那么,物體的動能跟物體的質(zhì)量速度有什么關(guān)系呢?本節(jié)課我們來研究這個問題. ?。郯鍟n題:動能、動能定理] 二、新課教學(xué) (一)1.演示實(shí)驗(yàn):(可利用媒體資料中的動畫) ?、俳榻B實(shí)驗(yàn)裝置:讓滑塊A從光滑的導(dǎo)軌上滑下,與木塊B相碰,推動木塊做功. ?、谘菔静⒂^察現(xiàn)象 a.讓同一滑塊從不同的高度滑下,可以看到:高度大時滑塊把木塊推得遠(yuǎn),對木塊做的功多. b.讓質(zhì)量不同的滑塊從同一高度滑下,可以看到:質(zhì)量大的滑塊把木塊推得遠(yuǎn),對木塊做的功多. ③從功能關(guān)系定性分析得到: 物體的質(zhì)量越大,速度越大,它的動能就越大.那么動能與物體的質(zhì)量和速度之間有什么定量關(guān)系呢? (二)1.用投影片出示下列思考題: 一架飛機(jī)在牽引力的作用下(不計阻力),在起飛跑道上加速運(yùn)動,速度越來越大,問: ?、亠w機(jī)的動能如何變化?為什么? ?、陲w機(jī)的動能變化的原因是什么? ③牽引力對飛機(jī)所做的功與飛機(jī)動能的變化之間有什么關(guān)系? 2.學(xué)生討論并回答 ?、僭谄痫w過程中,飛機(jī)的動能越來越大,因?yàn)轱w機(jī)的速度在不斷增大. ?、谟捎跔恳︼w機(jī)做功,導(dǎo)致飛機(jī)的動能不斷增大. ?、蹞?jù)功能關(guān)系:牽引力做了多少功,飛機(jī)的動能就增大多少. 3.滲透研究方法:由于牽引力所做的功和動能變化之間的等量關(guān)系,我們可以根據(jù)做功的多少,來定量地確定動能. 4.出示思考題二: 如圖所示,一個物體的質(zhì)量為m,初速度為v1,在與運(yùn)動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移s,速度增大到v 2 ,則: ①力F對物體所做的功多大?(W=Fs) ?、谖矬w的加速度多大?a= ③物體的初速、末速、位移之間有什么關(guān)系? ?、芙Y(jié)合上述三式你能綜合推導(dǎo)得到什么樣的式子? ⑤在學(xué)生推導(dǎo)的過程中挑選并在實(shí)物投影儀上評析: ?、掎槍W(xué)生推理得到的表達(dá)式,教師分析概括:合力F所做的功等于 這個物理量的變化;又據(jù)功能關(guān)系,F(xiàn)所做的功等于物體動能的變化,所以在物理學(xué)中就用 這個量表示物體的動能. ?、咧v述動能的有關(guān)問題: a.物體的動能等于物體質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半. b.公式E k = c.動能是標(biāo)量 ?。?動能的單位:焦(J) (三)動能定理 1.我們用E k 來表示物體的動能,那么剛才得到的表達(dá)式可以改寫為:W=E k 2 -E k 1 2.學(xué)生敘述上式中各個字母所表示的物理量: 合力對物體所做的功; 物體的末動能; 物體的初動能. 3.請學(xué)生用語言把上式表達(dá)式敘述出來. 合力對物體所做的功等于物體動能的變化. 4.教師總結(jié) 通過剛才的分析討論:我們知道合力所做的功等于物體動能的變化,這個結(jié)論叫做動能定理. 5.討論 ?、佼?dāng)合力對物體做正功時,物體動能如何變化? ②當(dāng)合力對物體做負(fù)功時,物體動能如何變化? 學(xué)生答: 當(dāng)合力對物體做正功時,末動能大于初動能,動能增加; 當(dāng)合力對物體做負(fù)功時,末動能小于初動能,動能減少. 6.教師講解動能定理的適用條件 動能定理既適合于恒力做功,也適合于變力做功,既適用于直線運(yùn)動,也適用于曲線運(yùn)動. (四)動能定理的應(yīng)用 1.用多媒體出示下列例題,并用CAI課件模擬題中的物理情景: 一架噴氣式飛機(jī),質(zhì)量m=5103 kg,起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s=5.3102m時,達(dá)到起飛速度v=60m/s,在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍(k=0.02),求飛機(jī)受到的牽引力. 注意:不要限制學(xué)生的解題思路 2.學(xué)生解答上述問題 3.抽查有代表性的解法在實(shí)物投影儀上展示: 解法一:以飛機(jī)為研究對象,它做勻加速直線運(yùn)動受到重力、支持力、牽引力和阻力作用. 解法二:以飛機(jī)為研究對象,它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用,這四個力做的功分別為W G =0,W 支 =0,W 牽 =Fs,W 阻 =-kmgs.據(jù)動能定理得:Fs-kmgs= 代入數(shù)據(jù),解得F=1.9104 N 4.教師講:上邊兩種解法分別是:解法一是用牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動的公式求解的,而解法二是用動能定理求解的,那么同學(xué)們比較一下,這兩種解法有什么區(qū)別呢? 5.學(xué)生討論比較后得到: 解法一采用牛頓運(yùn)動定律和勻變速直線運(yùn)動的公式求解,要假定牽引力是恒力,而實(shí)際中牽引力不一定是恒力. 解法二采用動能定理求解.因?yàn)閯幽芏ɡ磉m用于變力,用它可以處理牽引力是變力的情況. 而且運(yùn)用動能定理解題不涉及物體運(yùn)動過程中的加速度和時間,因?yàn)橛盟鼇硖幚韱栴}時比較方便. 6.學(xué)生閱讀課文例題的解答過程,概括用動能定理解題的方法和步驟. 學(xué)生:①確定研究對象 ?、诜治鑫矬w的受力情況,明確各個力是否做功,做正功還是做負(fù)功,進(jìn)而明確合外力的功. ③明確物體在始末狀態(tài)的動能. ?、芨鶕?jù)動能定理列方程求解. 三、鞏固練習(xí) 1.改變汽車的質(zhì)量和速度,都能使汽車的動能發(fā)生改變,在下列情況下,汽車的動能各是原來的幾倍. a.質(zhì)量不變,速度增大到原來的2倍. b.速度不變,質(zhì)量增大到原來的2倍. c.質(zhì)量減半,速度增大到原來的4倍. d.速度減半,質(zhì)量增大到原來的4倍. 2.以大小相等的速度分別向豎直方向和水平方向拋出兩個質(zhì)量相等的物體,拋出時兩個物體的動能是否相同?動量是否相同? 3.質(zhì)量10 g,以0.8 km/s飛行的子彈,質(zhì)量60 kg,以10 m/s的速度奔跑的運(yùn)動員,二者相比,哪一個的動能大?哪一個的動量大? 參考答案: 1.a.動能是原來的4倍. b.動能是原來的2倍. c.動能是原來的8倍. d.動能等于原來的動能. 2.動能相同,動量不相同. 3.子彈的動能大,運(yùn)動員的動量大 四、小結(jié) 1.物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能,動能可用E k 來表示,物體的動能等于物體的質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半( ) 2.動能是標(biāo)量,狀態(tài)量. 3.動能定理是根據(jù)牛頓第二定律F=ma和運(yùn)動學(xué)公式 推導(dǎo)出來的. 4.動能定理中所說的外力,既可以是重力、彈力、摩擦力、也可以是任何其他的力,動能定理中的W是指所有作用在物體上的外力的合力的功. 5.動能定理的表達(dá)式雖是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動的情況下得出的,但對于外力是變力,物體做曲線運(yùn)動的情況同樣適用. 五、作業(yè) 六、板書設(shè)計 習(xí)題精選 測試一 1、 一個人站在陽臺上,從陽臺邊緣以相同的速率v 0 分別把三個質(zhì)量相同的球豎直上拋、豎直下拋、水平拋出,不計空氣阻力,則三球拋出時的動能( ) A、上拋球最大 B、下拋球最大 C、平拋球最大 D、三球一樣大 2、 在光滑的地板上,用水平拉力分別使兩個物塊由靜止獲得相同的動能,那么可以肯定 ( ) A、水平拉力相等 B、兩物塊質(zhì)量相等 C、兩物塊速度變化相等 D、水平拉力對兩物塊做功相等 3、 兩個物體A、B的質(zhì)量之比為m A :m B =2 :1,二者動能相同,它們和水平桌面的動摩擦因數(shù)相同,則二者在桌面上滑行到停止經(jīng)過的距離之比為( ) A、 s A :s B =2 :1 B、s A :s B =1 :2 C、 s A :s B =4 :1 D、s A :s B =1 :4 4、一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m,這時物體的速度為2m/s,則下列說法中錯誤的是( )〔g取10m/s2〕 A、手對物體做功12J; B、合外力對物體做功12J; C、合外力對物體做功2J; D、物體克服重力做功10J、 5、質(zhì)量為 m的物體,在沿斜面方向恒力F 的作用下,沿粗糙的斜面勻速地由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),物體上升的高度為h ,如圖所示,則運(yùn)動過程中( ) A、物體所受各力的合力做功為零 B、物體所受合力做功為mgh C、恒力F與摩擦力的合力做功為零 D、以上說法都不對 6、 下列說法中正確的是 ( ) A、運(yùn)動的物體動能不變,該物體所受的合外力必定為零 B、運(yùn)動的物體動能不變,該物體所受的合外力一定不為零 C、物體做變速運(yùn)動,其動能必變化 D、物體做變速運(yùn)動,其動能可能不變 7、 從地面豎直上拋一質(zhì)量為0、4kg的球,若不計空氣阻力,球經(jīng)4s落回地面,則拋出時人對球做的功為 ( ) A、80J B、160J C、40J D、120J 8、 在粗糙水平地面上,使一物體由靜止開始運(yùn)動,第一次用斜向上的拉力,第二次用斜向下的推力,兩次的作用力大小相等,力與水平方向的夾角也相等、物體的位移也相等、則,這兩種情況下:( ) A、拉力和推力做功相等,物體末速度相等 B、拉力和推力做功相等,物體末速度不等 C、拉力和推力做功不等,物體末動能相等 D、拉力和推力做功不等,物體末動能不等 9、下列說法中正確的時( ) A、 動量相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動能大 B、 動量相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動能小 C、 動能相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動量大 D、 動能相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動量小 10、 水平面上的一個質(zhì)量為m的物體,在一水平恒力F作用下,由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,經(jīng)過位移s后撤去F,又經(jīng)過位移2s后物體停了下來,則物體受到的阻力大小應(yīng)是( ) A、 B、2F C、 D、3F 11、 一個物體靜置在光滑水平面上,在一個恒力作用下物體沿直線運(yùn)動、如圖各圖象中能正確描述這個過程的可能是 ( ) 12、 質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動員,在高為h的跳臺上以速度v 1 跳起,落入水時的速度為v 2 ,則跳水運(yùn)動員跳起時做的功為________,入水前克服空氣阻力做的功為 . 13、質(zhì)量為 的物體由 圓弧軌道頂端從靜止開始釋放,如圖所示, A為軌道最低點(diǎn),A與圓心O在同一豎直線上,已知圓弧軌道半徑為R,運(yùn)動到A點(diǎn)時,物體對軌道的壓力大小為2、5 ,求此過程中物體克服摩擦力做的功。(提示:此過程重力做功為mgR) 14、 木塊在水平恒定拉力F的作用下,在水平路面上由靜止出發(fā)前進(jìn)了距離s,隨即撤去F,木塊沿原方向前進(jìn)了2s而停止、設(shè)木塊在全程路面上運(yùn)動情況相同,求木塊在上述運(yùn)動全過程中的最大動能等于多少、(用分?jǐn)?shù)表示) 15、質(zhì)量為m的小球從離泥塘高H處由靜止落下,不計空氣阻力,落在泥塘上又深入泥塘 后停止,如圖所示 ,求小球在泥塘中運(yùn)動時所受平均阻力多大? 測試一參考答案 1、D 2、D 3、B 4、B 5、A 6、D 7、A 8、B 9、B C 10、C 11、C D 12、 13、 14、 15、 測試二 1、一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m,這時物體的速度是2 m/s,則下列說法正確的是 A.手對物體做功12J B.合外力對物體做功12 J C.合外力對物體做功2 J D.物體克服重力做功10 J 2、質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下從靜止開始做直線運(yùn)動,則此質(zhì)點(diǎn)任一時刻的動能 A.與它通過的位移s成正比 B.與它通過的位移的平方成正比 C.與它運(yùn)動的時間t成正比 D.與它運(yùn)動的時間的平方成正比 3、靜止在光滑水平面上的物體,在水平力F的作用下產(chǎn)生位移s,而獲得速度v,若水平面不光滑,物體運(yùn)動時受到的摩擦力為F/n(n是大于1的常數(shù)),仍要使物體由靜止出發(fā)通過位移s而獲得速度v,則水平力為 A. B. C.nF D.(n+1)F 4、物體在水平恒力作用下,在水平面上由靜止開始運(yùn)動,當(dāng)位移為s時撤去F,物體繼續(xù)前進(jìn)3 s后停止運(yùn)動,若路面情況相同,則物體的摩擦力和最大動能是 A. B. C. D. 5、.用豎直向上的恒力將一個質(zhì)量為m的物體從靜止開始向上提起,經(jīng)過時間t1物體上升到h1,經(jīng)過時間t 2 物體上升到h 2 ,那么 A.恒力F在(t2-t 1 )時間內(nèi)平均功率為 B.恒力F在t 2 時間內(nèi)做功為 C.物體在(t 2 -t 1 )時間內(nèi)動能改變了 D.物體在t 2 時間內(nèi)動能改變了 6.汽車在拱型橋上由A勻速率地運(yùn)動到B,下列說法中正確的是 A.牽引力與摩擦力做的功相等 B.牽引力和重力做的功大于摩擦力做的功 C.合外力對汽車不做功 D.重力做功的功率不變 7、動量大小相等的兩個物體,其質(zhì)量之比為2:3,則其動能之比為( ) A.2:3 B.3:4 C.4:9 D.9:4 8、如圖所示,一足夠長的木塊在光滑的水平面上以速度v勻速運(yùn)動,現(xiàn)將質(zhì)量為m的小木塊豎直向下輕輕地放在木板的P處.已知物塊m與木板間的摩擦系數(shù)為 ,為保持木板的速度不變,從物塊m放到木板上到它相對木板靜止的過程中,對木板施一水平向右的作用力F,力F要對木板做功,做功的數(shù)值可能為( ) A. B. C. D.2 9、如圖所示,在一塊水平放置的光滑板面中心開一小孔O,穿過一根細(xì)繩,細(xì)繩的一端用力F向下拉,另一端系一小球,現(xiàn)在開始緩慢增大拉力F,使小球運(yùn)動半徑逐漸減小,若已知拉力變?yōu)?F,小球運(yùn)動半徑恰好減為 ,在此過程中,繩拉力對小球所做的功為( ) A.4Fr B. C. D. 10、一質(zhì)量為m的小球系在一根長為L的細(xì)繩的一端,在細(xì)繩的作用下,沿著豎直平面做圓周運(yùn)動,球在最高點(diǎn),細(xì)繩的拉力為 ;球在最低點(diǎn)時,細(xì)繩的拉力為 ;則球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的動能分別為 11、如圖所示,A、B是位于水平桌面上的兩個質(zhì)量相等的小木塊,高墻壁的距離分別為L和l,與桌面間的摩擦系數(shù)分別為 和 ,今給A以某一初速度,使之從桌面的右端向左運(yùn)動,假定A、B之間、B與墻壁之間碰撞時間極短,且碰撞中無動能損失,若要使木塊A最終不會從桌面上掉下來,則A的初速度最大不能超過_____. 12、一顆子彈速度為v時,剛好打穿一塊鋼板,那么速度為2v時,可打穿_____塊同樣的鋼板,要打穿n塊同樣的鋼板,子彈速度應(yīng)為_____. 參考答案 1、ACD 2、AD 3、A 4、D 5、D 6、C 7、B 8、C 9、B 10、 11、 12、4;- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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