动能和动能定理(教案)(33页).doc
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1、-动能和动能定理(教案)适用学科高中物理适用年级高中三年级适用区域人教版课时时长(分钟)60知识点教学目标一、知识与技能(1) 理解什么是动能;(2) 知道动能公式,会用动能公式进行计算;(3) 理解动能定理及其推导过程,会用动能定理分析、解答有关问题。二、过程与方法(1) 运用演绎推导方式推导动能定理的表达式;(2) 理论联系实际,培养学生分析问题的能力。三、情感、态度与价值观 培养学生对科学研究的兴趣。教学重点本节重点是对动能公式和动能定理的理解与应用。教学难点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解决该问题的能力。通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解,让学
2、生对功、能关系有更全面、深刻的认识。教学过程 一、复习预习什么是动能?它与哪些因素有关?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。运动物体可对外做功,质量和速度越大,动能就越大,物体对外做功的能力也越强。所以说动能表征了运动物体做功的一种能力。 二、知识讲解课程引入:初中我们曾对动能这一概念有简单、定性的了解,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行研究,定量、深入地理解这一概念及其与功的关系。考点/易错点1、动能的公式 动能与质量和速度的定量关系如何呢?我们知道,功与能密切相关。因此我们可以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。下面研究一个运
3、动物体的动能是多少?如图:光滑水平面上一物体原来静止,质量为m,此时动能是多少?(因为物体没有运动,所以没有动能)。在恒定外力F作用下,物体发生一段位移s,得到速度v,这个过程中外力做功多少?物体获得了多少动能?外力做功WFsma由于外力做功使物体得到动能,所以就是物体获得的动能,这样我们就得到了动能与质量和速度的定量关系:用表示动能,则计算动能的公式为:。即物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。由以上推导过程可以看出,动能与功一样,也是标量,不受速度方向的影响。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,因此动能是状态量。下面
4、通过一个简单的例子,加深同学对动能概念及公式的理解。试比较下列每种情况下,甲、乙两物体的动能:(除下列点外,其他情况相同) 物体甲的速度是乙的两倍; 物体甲向北运动,乙向南运动; 物体甲做直线运动,乙做曲线运动; 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,因此速度对动能的影响更大。考点/易错点2、动能定理的推导将刚才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,经过一段位移s,速度达到v2,如图,则此过程中,外力做功与动能间又存在什么关系呢?外力F做功:W1Fs摩擦力f做功:W2fs外力做的总功为:可见,外
5、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。问:若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。用表示外力对物体做的总功,用表示物体初态的动能,用表示末态动能,则动能定理表示为:考点/易错点 3、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,而有的力则阻碍物体运动。因此
6、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;又因为W1+W2+F1s+F2s+s,所以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,因此单纯速度方向改变不影响动能大小。如匀速圆周运动过程中,合外力方向指向圆心,与位移方向始终保持垂直,所以合外力做功为零,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,因此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,它的确切含义为未态与初态的动能差,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
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