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1、高三物理一輪復(fù)習(xí)《動(dòng)能定理的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)
莆田第四中學(xué) 陳金貴
教材分析：
動(dòng)能定理可以由牛頓定律導(dǎo)出來，原則上能用動(dòng)能定理解決的物理問題都可以利用牛頓定律解決，但在處理動(dòng)力學(xué)問題中，若用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來解，則要分階段考慮，且必須分別求每個(gè)階段的加速度和末速度，計(jì)算較繁瑣。若用動(dòng)能定理來解比較簡捷。所以，動(dòng)能定理應(yīng)用廣泛，如：動(dòng)能定理在直線運(yùn)動(dòng)中、曲線運(yùn)動(dòng)中、在圖像中的應(yīng)用以及應(yīng)用動(dòng)能定理解決多過程問題等，求解方便，是高考的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。
學(xué)情分析：
學(xué)生已經(jīng)復(fù)習(xí)了力和運(yùn)動(dòng)、功和功率的相關(guān)知識(shí)，能夠較好的理解動(dòng)能概念，初步理解動(dòng)能定理的物理意義，體會(huì)功和能的本質(zhì)
2、聯(lián)系；高三學(xué)生，綜合學(xué)習(xí)能力已經(jīng)較好，教師應(yīng)以學(xué)生為主體，讓學(xué)生多講多討論，教師的主要任務(wù)是幫學(xué)生理清楚解題思路、解題關(guān)鍵點(diǎn)及規(guī)范解題。
教學(xué)目標(biāo)：
1．通過專題復(fù)習(xí)，理解動(dòng)能、動(dòng)能定理，并能在實(shí)際問題中的應(yīng)用；
2．應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題，提高分析解決實(shí)際問題的能力。
教學(xué)重難點(diǎn)
應(yīng)用動(dòng)能定理分析、綜合、推理、判斷和計(jì)算動(dòng)力學(xué)問題。
教學(xué)方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)
教學(xué)過程：
一、復(fù)習(xí)引入
如何求功？(求功的方法有哪些？)
一學(xué)生用100N的力將質(zhì)量為0.5kg的球以8m/s的速度沿水平方向踢出20m遠(yuǎn)，求該學(xué)生對(duì)球所做的功。(PPT打出)
二、深入學(xué)習(xí)
應(yīng)用動(dòng)
3、能定理解題的基本思路：
問題1：動(dòng)能定理在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用
例1. 如圖所示為一滑草場模擬圖。某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端（不計(jì)滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。則
A．動(dòng)摩擦因數(shù)μ=
B．載人滑草車最大速度為
C．載人滑草車克服摩擦力做功為mgh
D．載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為g
[練習(xí)1]質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運(yùn)動(dòng)
4、，起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距s，如圖所示．已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短，物體克服彈簧彈力所做的功為
A. B.
C. D.
問題2：動(dòng)能定理在曲線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用
例2. 如圖，一半徑為R，粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平，一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道，質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí)，對(duì)軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小，用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功，則
A．W=mgR，
5、質(zhì)點(diǎn)恰好可以到達(dá)Q點(diǎn)
B．W＞mgR，質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn)
C．W=mgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離
D．W＜mgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離
[練習(xí)2] 如圖所示，質(zhì)量為m的物體與水平轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物體與轉(zhuǎn)軸相距R，物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速增至某一值時(shí)，物體即將在轉(zhuǎn)臺(tái)上滑動(dòng)，此時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(設(shè)物體的最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力)．則在這一過程中摩擦力對(duì)物體做的功是
A. 0 B.
C. D.
問題3：動(dòng)能定理在圖像中的應(yīng)用
例3.某汽車研發(fā)機(jī)構(gòu)在汽車的車輪上安裝了小型發(fā)
6、電機(jī)，將減速時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存在蓄電池中，以達(dá)到節(jié)能的目的．某次測試中，汽車以額定功率行駛700m后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，測出了汽車動(dòng)能Ek與位移x的關(guān)系圖像如圖所示，其中①是關(guān)閉儲(chǔ)能裝置時(shí)的關(guān)系圖線，②是開啟儲(chǔ)能裝置時(shí)的關(guān)系圖線．已知汽車的質(zhì)量為1 000kg，設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)過程中所受地面阻力恒定，空氣阻力不計(jì)，求：
(1)汽車的額定功率P；
(2)汽車加速運(yùn)動(dòng)500m所用的時(shí)間t；
(3)汽車開啟儲(chǔ)能裝置后向蓄電池提供的電能E。
問題4：應(yīng)用動(dòng)能定理解決多過程問題
例4. 如圖所示，傾角θ=45°的粗糙平直導(dǎo)軌AB與半徑為R的光滑圓環(huán)軌道相切，切點(diǎn)為B，整個(gè)軌道處在豎
7、直平面內(nèi)。一質(zhì)量為m的小滑塊(可以看作質(zhì)點(diǎn))從導(dǎo)軌上離地面高又h=3R的D處無初速度下滑進(jìn)入圓環(huán)軌道。接著小滑塊從圓環(huán)最高點(diǎn)C水平飛出，恰好擊中導(dǎo)軌上與圓心O等高的P點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，己知重力加速度為g。求：
(1)滑塊運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最高點(diǎn)C時(shí)的速度大小。
(2)滑塊運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)圓環(huán)軌道壓力的大小。
(3)滑塊在斜面軌道BD間運(yùn)動(dòng)的過程中克服摩擦力做的功。
三、遷移運(yùn)用
1.（2018·全國卷Ⅰ）高鐵列車在啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)可看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在啟動(dòng)階段列車的動(dòng)能( )
A．與它所經(jīng)歷的時(shí)間成正比
8、 B．與它的位移成正比
C．與它的速度成正比 D．與它的動(dòng)量成正比
2.（2018·全國卷Ⅰ）如圖所示，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長度為2R；bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，重力加速瘦大小為g。小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為 ( )
A．2mgR
B．4mgR
C．5mgR
D．6mgR
[變式拓展]小球離開軌道后的最小速度是多大?
四、【規(guī)律總結(jié)】
知識(shí)提煉：動(dòng)能
9、定理公式中“=”體現(xiàn)的“三個(gè)關(guān)系”
數(shù)量關(guān)系
（1）“=”體現(xiàn) 單位關(guān)系
因果關(guān)系
（2）“一個(gè)參考系”：高中階段動(dòng)能定理中的位移和速度應(yīng)以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。
（3）適用范圍：直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、恒力做功、變力做功、各個(gè)力同時(shí)做功、分段做功均可用動(dòng)能定理。
2.學(xué)生總結(jié)此節(jié)的收獲，提出自己的疑問，并提出自己的解決方法。
五、教學(xué)反思
《動(dòng)能定理的應(yīng)用》是是高考的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。動(dòng)能定理在直線運(yùn)動(dòng)中、曲線運(yùn)動(dòng)中、在圖像中的應(yīng)用以及應(yīng)用動(dòng)能定理解決多過程問題等，突出考查考生理解能力、分析綜合能力，尤其從實(shí)際問題中抽象概括構(gòu)建物理模型的創(chuàng)新能力。
由于該專題試題類型眾多，選擇具有典型代表性的試題進(jìn)行分析，希望對(duì)學(xué)生深化理解物理知識(shí)，有效提高解題技巧有所幫助。
本節(jié)課教學(xué)中應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)的兩點(diǎn):（1）有效審題，理清解題思路；（2）分析關(guān)鍵、找出特點(diǎn)，選擇有效解題方法。
本節(jié)課采用以教師組織引導(dǎo)、學(xué)生自主探究的教學(xué)方式。在教學(xué)過程中盡量去體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，即突出學(xué)生的主體地位。基于問題解決促進(jìn)“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”物理核心素養(yǎng)的達(dá)成。
高三物理一輪復(fù)習(xí)《動(dòng)能定理的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)
