2019-2020年高一物理《動能定理》教學設計教案.doc

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2019-2020年高一物理《動能定理》教學設計教案 ●本節(jié)教材分析 　　動能定理研究的是質(zhì)點的功能關(guān)系，是本章的重點. 　　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)學過動能的概念，這樣敘述，學生容易接受. 　　通過本節(jié)的學習，應使學生理解動能定理的推導過程.清楚動能定理的適用條件，通過對比分析使學生體會到應用動能定理解題較牛頓運動定律與運動學公式解題的不同點：即運用動能定理解題由于不涉及物體運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. ●教學目標 一、知識目標 　　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行計算. 　　3.理解動能定理及其推導過程，知道動能定理的適用范圍. 二、能力目標 　　1.運用演繹推導方式推導動能定理的表達式. 　　2.理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生分析問題的能力. 三、德育目標 　　通過動能定理的演繹推導，培養(yǎng)學生對科學研究的興趣. ●教學重點 　　1.動能的概念. 　　2.動能定理及其應用. ●教學難點 　　對動能定理的理解. ●教學方法 　　推理歸納法、講授法、電教法. ●教學用具 　　投影片、CAI課件、導軌、物塊(或小球兩個). ●教學過程 　　用投影片出示本節(jié)課的學習目標. 　　1.理解動能的概念，會用動能的定義式進行計算. 　　2.理解動能定理及其推導過程. 　　3.知道動能定理的適用條件，會用動能定理進行計算. 學習目標完成過程. 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.學生答： 　　物體由于運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 (一)1.演示實驗：(可利用媒體資料中的動畫) 　?、俳榻B實驗裝置：讓滑塊A從光滑的導軌上滑下，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，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，對木塊做的功多. 　?、蹚墓δ荜P(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： 　　一架飛機在牽引力的作用下(不計阻力)，在起飛跑道上加速運動，速度越來越大，問： 　?、亠w機的動能如何變化?為什么? 　　②飛機的動能變化的原因是什么? 　?、蹱恳︼w機所做的功與飛機動能的變化之間有什么關(guān)系? 　　2.學生討論并回答 　?、僭谄痫w過程中，飛機的動能越來越大，因為飛機的速度在不斷增大. 　?、谟捎跔恳︼w機做功，導致飛機的動能不斷增大. 　?、蹞?jù)功能關(guān)系：牽引力做了多少功，飛機的動能就增大多少. 　　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＝ 　?、畚矬w的初速、末速、位移之間有什么關(guān)系? 　　④結(jié)合上述三式你能綜合推導得到什么樣的式子? 　?、菰趯W生推導的過程中挑選并在實物投影儀上評析： 　?、掎槍W生推理得到的表達式，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.動能是標量 　　ｄ.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式可以改寫為：W＝E ｋ 2 －E ｋ 1 　　2.學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.請學生用語言把上式表達式敘述出來. 　　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 　?、佼敽狭ξ矬w做正功時，物體動能如何變化? 　?、诋敽狭ξ矬w做負功時，物體動能如何變化? 學生答： 　　當合力對物體做正功時，末動能大于初動能，動能增加； 　　當合力對物體做負功時，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，既適用于直線運動，也適用于曲線運動. (四)動能定理的應用 　　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，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，達到起飛速度ｖ＝60ｍ/s，在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飛機受到的牽引力. 　　注意：不要限制學生的解題思路 　　2.學生解答上述問題 　　3.抽查有代表性的解法在實物投影儀上展示： 　　解法一：以飛機為研究對象，它做勻加速直線運動受到重力、支持力、牽引力和阻力作用. 　　 　　解法二：以飛機為研究對象，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動的公式求解的，而解法二是用動能定理求解的，那么同學們比較一下，這兩種解法有什么區(qū)別呢? 　　5.學生討論比較后得到： 　　解法一采用牛頓運動定律和勻變速直線運動的公式求解，要假定牽引力是恒力，而實際中牽引力不一定是恒力. 　　解法二采用動能定理求解.因為動能定理適用于變力，用它可以處理牽引力是變力的情況. 　　而且運用動能定理解題不涉及物體運動過程中的加速度和時間，因為用它來處理問題時比較方便. 　　6.學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，做正功還是做負功，進而明確合外力的功. 　　　　?、勖鞔_物體在始末狀態(tài)的動能. 　　　　　④根據(jù)動能定理列方程求解. 三、鞏固練習 　　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，運動員的動量大 四、小結(jié) 　　1.物體由于運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.動能是標量，狀態(tài)量. 　　3.動能定理是根據(jù)牛頓第二定律F＝ｍa和運動學公式 推導出來的. 　　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.動能定理的表達式雖是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下得出的，但對于外力是變力，物體做曲線運動的情況同樣適用. 五、作業(yè) 六、板書設計 習題精選 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點運動到B點，物體上升的高度為h ，如圖所示，則運動過程中( ) 　　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、運動的物體動能不變，該物體所受的合外力必定為零 　　B、運動的物體動能不變，該物體所受的合外力一定不為零 　　C、物體做變速運動，其動能必變化 　　D、物體做變速運動，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，A與圓心O在同一豎直線上，已知圓弧軌道半徑為R，運動到A點時，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)前進了距離s，隨即撤去F，木塊沿原方向前進了2s而停止、設木塊在全程路面上運動情況相同，求木塊在上述運動全過程中的最大動能等于多少、（用分數(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?。埂 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)點在恒力作用下從靜止開始做直線運動，則此質(zhì)點任一時刻的動能 　　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.與它運動的時間ｔ成正比 　　D.與它運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動，當位移為s時撤去F，物體繼續(xù)前進3 s后停止運動，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，穿過一根細繩，細繩的一端用力F向下拉，另一端系一小球，現(xiàn)在開始緩慢增大拉力F，使小球運動半徑逐漸減小，若已知拉力變?yōu)?F，小球運動半徑恰好減為 ，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的細繩的一端，在細繩的作用下，沿著豎直平面做圓周運動，球在最高點，細繩的拉力為 ；球在最低點時，細繩的拉力為 ；則球在最高點和最低點的動能分別為 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；