《2022年高一物理 第七章機(jī)械能 四、動能、動能定理(第一課時) 人教大綱版第一冊》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高一物理 第七章機(jī)械能 四、動能、動能定理(第一課時) 人教大綱版第一冊(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高一物理 第七章機(jī)械能 四、動能、動能定理(第一課時) 人教大綱版第一冊本節(jié)教材分析在建立了“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”概念的基礎(chǔ)上,教材提出“我們在初中學(xué)過,物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做動能.物體的動能跟物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)系.”接著引入了演示實驗:物體動能與質(zhì)量及速度的關(guān)系,定性研究物體動能與質(zhì)量和速度的關(guān)系,此處的演示實驗是為建立學(xué)生對動能的感性認(rèn)識而設(shè)計的,體現(xiàn)了從感性到理性,從定性到定量的逐漸深化的教學(xué)程序.接著以恒力作用下物體做勻加速運(yùn)動過程推導(dǎo)出動能定理表達(dá)式:Fs=mv22mv12然后提出“從上式我們看到,力F對物體所做的功等于mv2這個量的變化,在物理學(xué)中就用mv2這個
2、量表示物體的動能.”最后指出動能定理的物理意義及其應(yīng)用.總之,本節(jié)教材在教學(xué)設(shè)計上遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,遵循辯證唯物主義的認(rèn)識論,使學(xué)生對動能的建立和理解有一個從感性到理性,從定性到定量的過程,使學(xué)生對物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)并不感到突然和困難.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)用動能定理解題與牛頓運(yùn)動定律及運(yùn)動學(xué)公式解題的不同點: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.理解什么是動能.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,
3、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1.動能的概念.2.動能定理及其應(yīng)用.教學(xué)難點對動能定理的理解和應(yīng)用.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.課時安排1課時教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課復(fù)習(xí)什么是物體的動能?物體的動能與什么因素有關(guān)?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.導(dǎo)入物體的動能跟物體的質(zhì)量、速度有什么關(guān)系呢?本節(jié)課我們就來研究這個問題.板書動能、動能定理.二、新課
4、教學(xué)(一)演示1.多媒體展示實驗裝置: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;2.實物演示并觀察現(xiàn)象;3.學(xué)生描述看到的現(xiàn)象:a.讓滑塊A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下滑,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.教師從功能關(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.(二)投影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,分析:1.飛機(jī)的動能如何變化?2.飛機(jī)的動能變化的原因是什么?學(xué)生活動分析并討論上述問題:1.因為飛機(jī)的速度越來越大,所以飛機(jī)的動能在不斷
5、增大.2.由于牽引力對飛機(jī)做功,導(dǎo)致飛機(jī)的動能不斷增大.教師由于牽引力做功導(dǎo)致飛機(jī)動能增大,據(jù)功能關(guān)系得到:牽引力做了多少功,飛機(jī)的動能就增加多少.方法滲透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.投影用投影儀投影下列物理情景,用牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)尋找功和動能之間的關(guān)系:1.質(zhì)量為m的物體以初速v1=0自由落下,當(dāng)下落距離為h時,速度為v2.2.一個初速為v1,質(zhì)量為m的物體,在與運(yùn)動方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移s,速度增加到v2;3.一個初速為v1,質(zhì)量為m的小車,在水平粗糙面上受到摩擦力f的作用下,發(fā)生一段位移s,速度減小到v2.4.一
6、個初速為v1、質(zhì)量為m的小車,在與運(yùn)動方向相同的恒定外力F作用下,沿粗糙水平面運(yùn)動了一段位移s,速度變?yōu)関2,其過程中受到的摩擦力為f.學(xué)生進(jìn)行分組推導(dǎo),教師巡視并解決推導(dǎo)中出現(xiàn)的問題將推導(dǎo)出的結(jié)論填入下表中:物理情景結(jié)論1mgh=mv22mv12=mv222Fs=mv22mv123fs=mv22mv124Fsfs=(Ff)s=mv22mv12學(xué)生活動用文字語言表述表中的結(jié)論.結(jié)論一物體只受重力作用,重力對物體所做的功等于mv2這個物理量的變化;結(jié)論二物體只受一個動力的情況下,外力對物體所做的功等于mv2這個物理量的變化;結(jié)論三物體只受一個阻力的情況下,外力對物體所做的功等于mv2這個物理量的
7、變化;結(jié)論四物體既受動力又受阻力作用的情況下,外力對物體所做的總功等于物體mv2這個物理量的變化;歸納從上邊推導(dǎo)可得到:合力F所做的功等于mv2這個物理量的變化;又據(jù)功能關(guān)系,合力F做的功等于物體動能的變化.在物理學(xué)中就用mv2這個量來表示物體的動能.板書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:Ek=mv2c.動能是標(biāo)量d.動能的單位:焦(J)(三)過渡通過剛才的推導(dǎo),我們知道不論外力是幾個,也不管外力是動力還是阻力,外力是重力、摩擦力還是其他力,合外力對物體所做的功總是等于物體動能的變化,那么同學(xué)們能否設(shè)計一個實驗來驗證上述物理情景一呢?點撥討論情景一中物體做什么
8、運(yùn)動?(初速為零的勻加速直線運(yùn)動).我們前面用實驗研究過勻變速直線運(yùn)動,回憶實驗的原理是什么?器材有哪些?學(xué)生活動討論并設(shè)計提出實驗方案.經(jīng)討論,設(shè)計出如右圖所示的實驗裝置,分組進(jìn)行實驗,教師巡回指導(dǎo),幫助學(xué)生解決操作中存在的問題.數(shù)據(jù)處理將測量和計算結(jié)果填入下表中(注意速度的計算可利用時間t內(nèi)的平均速度等于該段時間中點時刻的瞬時速度). 由表中數(shù)據(jù)比較mgh2與mv22、mgh3與mv32、mgh4與mv42的結(jié)果是否相同.投影1.合力對物體所做的功等于物體動能的變化這個結(jié)論叫動能定理.2.表達(dá)式:W=Ek2Ek1W合外力對物體所做的功;Ek2物體的末動能;Ek1物體的初動能.討論a.當(dāng)合力
9、對物體做正功時,物體動能如何變化?b.當(dāng)合力對物體做負(fù)功時,物體動能如何變化?學(xué)生當(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,動能減小.(四) 實踐操作投影實踐題1物體從高出地面H(m)處自由落下(不計空氣阻力),落至地面陷入沙坑h(m)后停止.求物體在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍?學(xué)生展示可能的解題方法解法一:用牛頓定律和運(yùn)動公式求解;解法二:分過程用動能定理求解;解法三:全過程用動能定理求解.在投影儀上比較三種解法,并進(jìn)行題后總結(jié)1.動能定理不涉及運(yùn)動過程中的加速度和時間,用它來處理問題要比牛頓定律方便.2.用動能定理解題,必須明確初末動
10、能,要分析受力及各力做的功.3.全過程用動能定理要比分過程用動能定理更加方便.實踐操作題2投影課本例題:1.審題并思考:飛機(jī)初速度多大?末速度多大?飛機(jī)運(yùn)動過程中水平方向受到哪些力的作用?各個力的大小和方向如何?2.學(xué)生分組用牛頓運(yùn)動定律和動能定理求解本題.3.在投影儀上展示學(xué)生的求解過程及現(xiàn)場評析.4.教師展示正確的解題過程:分析:飛機(jī)原來是靜止的,初動能Ek1=0,飛機(jī)在水平方向受到的外力是牽引力F1和阻力F2=kmg,在外力作用下,飛機(jī)在跑道上滑跑一段路程s,外力對飛機(jī)做功,飛機(jī)的動能增加最后達(dá)到起飛速度v,末動能Ek2=mv2,外力做的總功W=F1sF2s=F1skmgs,由動能定理可
11、以求出牽引力.解:由動能定理得:F1skmgs=mv2由此得:F1=+kmg代入數(shù)值得:F1=1.8104 N5.拓展點評:本題用牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動的公式求解,會得到相同的效果;用牛頓第二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,而實際中牽引力不一定是恒力,動能定理適用于變力,用它可以處理牽引力是變力的情況,這時求得的F是牽引力對位移的平均值.四、小結(jié)本節(jié)我們學(xué)習(xí)了動能和動能定理,重點是動能定理,難點是如何正確認(rèn)識合力做功等于物體動能的增量.動能定理是力學(xué)中的一條重要規(guī)律,經(jīng)常用來解決有關(guān)的力學(xué)問題,由于動能定理不涉及物體運(yùn)動過程中的加速度和時間,因此應(yīng)用動能定理解題往往非
12、常方便.五、作業(yè)(一)課本練習(xí)三(二)思考題1.如圖所示,質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺之間的動摩擦因數(shù)為,物體與轉(zhuǎn)軸相距為R,物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始轉(zhuǎn)動,當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到某值時,物塊即將在轉(zhuǎn)臺上滑動,此時轉(zhuǎn)臺已開始做勻速運(yùn)動,在這一過程中,摩擦力對物體做功為A.0 B.2mgR C.2mgR D.mgR/22.某運(yùn)動員臂長L,將質(zhì)量為m的鉛球推出,鉛球出手時的速度大小為 v0,方向與水平方向成 30角,則該運(yùn)動員對鉛球所做的功是A. B.mgL +mv02C. mv02D.mgL + mv023.質(zhì)量m= 5.0 kg 的物體靜止于水平面上,現(xiàn)給物體施加一水平恒力 F = 20 N,使物體由靜止開始運(yùn)動 1
13、0m后撤去 F,物體在水平面上繼續(xù)滑行了15m后停止,求物體運(yùn)動過程中所受的摩擦阻力.4.汽車在拱形橋上由A勻速地運(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5.如圖所示,一物塊以 6 m/s的初速度從曲面A點下滑,運(yùn)動到B點速度仍為 6 m/s;若物體以 5 m/s的初速度仍由A點下滑,則它運(yùn)動到B點時的速度A.大于 5 m/sB.等于 5 m/sC.小于 5 m/sD.條件不足,無法計算6.一個質(zhì)量為m的小球拴在鋼繩的一端,另一端用大小為F1 的拉力作用,在水平面上做半徑為R1的勻速圓周運(yùn)動(如圖所示),今將力的大小改為F2,使小球仍在水平面上做勻速圓周運(yùn)動,但半徑變?yōu)镽2,小球運(yùn)動的半徑由R1變?yōu)镽2過程中拉力對小球做的功多大?參考答案:1.D 提示:mg = m, mv2 =mgR.所以Wf =mv20 =mgR2.A 提示:WF mgL sin30=mv023.全過程用動能定理:Fs1F(s1 + s2) = 0求得:F= 8 N4.C 5.A 6.W =(F2R2 F1R1) 六、板書設(shè)計