人教版 (新课标)必修27.动能和动能定理教学设计

这是一份人教版 (新课标)必修27.动能和动能定理教学设计，共4页。教案主要包含了动能的表达式，动能定理，思考与练习等内容，欢迎下载使用。

（一）知识与技能
1、掌握动能的表达式。
2、掌握动能定理的表达式。
3、理解动能定理的确切含义，能应用动能定理解决实际问题。
（二）过程与方法
1、让学生自主推导动能定理的表达式。
2、学习运用动能定理分析解决问题的方法。
（三）情感、态度与价值观
通过动能定理的推导，感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣。
教学重点
动能定理及其应用。
教学难点
对动能定理的理解和应用。
教学过程：
复习引入新课：
让学生回顾初中关于动能的概念。说一说动能的大小与什么因素有关系？并举例说明。
教师：我们对动能的理解和掌握不能只停留在定性分析的基础上，更应该能定量地计算有关动能的大小。这一节我们就来学习动能的表达式和动能定理的表达式。并能进行有关的计算。
新课教学：
一、动能的表达式：
我们学习重力势能的时候是从重力做功入手的。而物体速度的变化的原因是力。那么我们讨论动能也应该从做功开始入手讨论。
设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式。（用m 、v1 、、、v2 表示）。
学生先独立推导。然后让两个学生上黑板上分别写出推导过程。得出表达式：
可能是一个具有特殊意义的物理量。因为这个量在过程终了时和开始时的差正好等于力对物体做的功。这就是我们寻找的动能。
质量为m的物体，以速度v运动时的动能为：
提出问题：动能是矢量还是标量？国际单位制中，动能的单位是什么？1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173kg，运动速度为7.2km/s，它的动能是多大？
学生活动：回答问题，并计算卫星的动能。
二、动能定理
直接给出动能定理的表达式：
或：
公式的意义：是初动能， 是末动能。公式表明，在一个过程中力对物体做的功等于这个过程中动能的变化。
2、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。————应该是合力的功，它等于各力做功的代数和。
（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？
因为动能定律只关心的是一个过程力对物体做的功和初末状态的动能，所以同样适用于变力做功和曲线运动的情况。
总结动能定理的适用范围：既可以解决怛力作用下的匀变速直线运动问题，也可以解决变力作用下的非匀变速运动问题；既可以求解直线运动问题，也可以解决曲线运动问题。因此应用范围比牛顿运动定律更广泛。
（3）应用动能定理解题时应注意什么问题呢？
第一、公式是标量式，解题时不需要选择正方向。动能定理没有分量式方程。
第二、应用动能定理解题时，只需要考虑这个过程的功和这个过程的初末状态的动能即可。
第三、L指相对地面的位移，v指相对地面的速度。
三、例题：
例1、析：本题已知初末状态的速度，即可知道初末状态动能的变化。根据动能定理，可求出合力的功。又知道阻力和位移，可进一步求出牵引力。
（解答略）
再引导学生分析本题已知量的特点：已知一个过程的位移和初末速度，不涉及a和t.
用动能定理处理比较方便。
例2、（对书中的例题作一下改编）一辆质量为m、速度为v0 的汽车，关闭发动机后受到的阻力为F f ，则汽车滑行多大的距离停下来？
析：本题已知（初速度、末速度）初末动能的变化，可求合外力的功。合外力为阻力F f ，故可根据动能定理求出位移。解答过程略。
应用动能定理解题的一般思路：
a 认真分析题意，明确要研究的一个过程。
b 找出对应这个过程的初末状态的动能。
c 分析这个过程的受力情况，计算这个过程中合外力做的功（或外力做功的代数和）。 （注意功的正负）
d 由动能定理列方程，并解出最后结果或作出定性讨论。
例3、如图所示，质量为1kg的钢珠从高出地面2m处由静止自由下落，落到地面进入沙坑2cm停止，则
钢珠在沙坑中受到的平均阻力是多大？
解析：方法一：取钢珠为研究对象。在钢珠由静止到落到地面的过程中，根据动能定理得： ……………………….. (1)
在钢珠落入沙坑后，受到重力和沙子的阻力作用。根据动能定理得：…………………………(2)
由（1）和（2）解得：F f =1010N
解法二：
（1）取钢珠为研究对象，对它的整个运动过程，由动能定理得：mg(H+h)-Ffh=0
H
则F f =1010N。
h
小结：让学生回顾本节内容，归纳总结出要掌握的重点内容：
1、动能的概念和表达式：
2、动能定理的内容表述和公式：
动能定理的适用范围和特点及应用动能定理解题的一般步骤。
五、思考与练习：课后练习1 2
把3、4、5做在作业本上。