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1、黑龍江省穆棱市朝鮮族學校高中物理 第七章 機械能守恒定律 7 動能和動能定理教案 新人教版必修2
【教學目標】
一.知識與技能
1.使學生進一步理解動能的概念,掌握動能的計算式。
2.結合教學,對學生進行探索研究和科學思維能力的訓練。
3.理解動能定理的確切含義,應用動能定理解決實際問題。
二.過程與方法
1.運用歸納推導方式推導動能定理的表達式。
2.對比分析動力學知識與動能定理的應用。
三.情感、態(tài)度與價值觀
通過動能定理的推導,感受成功的喜悅,培養(yǎng)學生對科學研究的興趣。
【教學重點、難點】
教學重點:動能的概念。
教學難點:對動能定理的理解和應用。
【教學方
2、法】
探究、講授、討論、練習
【教具準備】
多媒體課件
【教學過程】
[新課導入]上節(jié)課我們用實驗探討了在一個特殊情形下動能與的關系,這節(jié)課我們將用理論進行推導,看理論與實驗是否相符。
(觀看日本的海嘯)提問:洪水為什么具有這樣大的破壞性?
[板書]動能、動能定理.
師:我們知道動能的大小是與哪些因素有關?
生:物體的質量和速度有關,物體的質量越大,運動的速度越大,物體具有的動能就越大。
那么動能與物體的質量和速度之間有什么定量的關系呢?我們接下來就來探究這個問題。
[新課教學]
動能的表達式
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系,
3、我們可以根據做功的多少,來定量地確定動能 。
(用投影儀投影下列物理情景及問題,學生自主學習“動能的表達式”并完成相應問題。)
m
L
F
m
F
一個初速為v1,質量為m的物體,在與運動方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移L,速度增加到v2;
1. 物體在恒力作用下做怎樣的運動?
2. 物體加速度為多大?
3. 物體的位移可以怎樣表示?
4. 在這個過程中恒力做的功為多少?
【學生作出相應回答】
W=
強調這里的力為合外力,這個式子對比重力做功與重力勢能變化量關系的過程:
重力做的功表明重力做的功等于“mgh”的變化,同理這個式子可以用文字敘述成
4、什么?
[學生歸納]
用文字語言表述表中的結論:
力F所做的功等于“mv2”這個物理量的變化。
物理學上就把這個具有特定意義的物理量叫動能。
補充:(鼓勵:這位同學總結得非常好,我們都要向他學習)我們在上一節(jié)課的實驗探究中已經表明,力對初速度為零的物體所做功與物體速度的平方成正比,這也印證了我們的想法。
(板書)一 動能 ()
動能的表達式:
一個新的物理量的學習,除了對它的概念和表達式的學習以外,還要掌握它的其他什么相關內容?請同學們類比“重力勢能”這個物理量的學習過程,總結還應掌握哪些動能的相關內容。
學生回答:動能的單位、動能的矢量性、是狀態(tài)量還是過程量、正負性。
1
5、. 單位:焦耳(J)
2. 矢標性:標量
3. 狀態(tài)量 正值
補充:這位同學總結的很好,很全面,只有一點需要補充一下,我們知道,重力勢能和彈簧的彈性勢能都與相對位置有關,那么動能有沒有相對性呢?動能也應該有相對性,它與參考系的選取有關。以后再研究這個問題時,如果不加以特別的說明,都是以地面為參考系來研究問題的。
課堂練習:
1. 質量一定的物體……………( BC )
A.速度發(fā)生變化時,其動能一定變化
B.速度發(fā)生變化時,其動能不一定變化
C.速度不變時.其動能一定不變
D.動能不變時,其速度一定不變
2.我國在1970年發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星,質量為173
6、Kg,做勻速圓周運動的速度為7.2km/s,它的動能是多少?
學生自己計算:=173(7.2)J=
(過渡)有了動能的表達式后,前面我們推出的W=,,就可以寫成W=Ek2—Ek1
這個式子表明什么問題呢?請你用文字敘述一下。
學生敘述:力在一個過程中對物體所做的功,等于物體在這個過程中動能的變化。
補充:(鼓勵)而這位同學剛剛歸納的這個結論,就是我們今天要學的動能定理。
(板書)二 動能定理
內容:力(合外力))在一個過程中對物體做的功,等于物體在這個過程中動能的變化。
1.物體動能的變化:
2.表達式:
3.公式中各量的物理意義及單位
學生回答:(老師引導)表示合力做的
7、功,(怎么求合力做的功?)1、先求物體所受的合外力,在求合外力做的功;2、外力做功之和(這里的力都應該是恒力)。(那如果我們遇到的是變力怎么辦?如動力機器在一恒定功率啟動的時候,牽引力隨著速度的增大而變小,那怎么求這時合力做的功?)W=Pt單位J,表示末動能,表示初動能,(所以我們要搞清楚初速度和末速度,才能正確的表達出初動能和末動能)表示動能的變化,這與一過程相對應,右面的單位也是J。
那中間還有一個“等于”表示什么意思?一個是表示左右兩邊單位相同,另外引起物體動能變化的原因是因為合力對物體做了功,合力所做的功等于物體動能的變化,所以物體動能的變化可以用什么來量度呀?合力所做的功。
“=
8、”反映了動能的變化用合外力對物體所做的功來量度。
小組合作討論: 1.當力對物體做正功時,物體動能如何變化?
(課件展示問題) 2.當力對物體做負功時,物體動能如何變化?
拓展:剛才我們推導出來的動能定理,我們是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下推出的.動能定理是否可以應用于變力做功或物體做曲線運動的情況,該怎樣理解?
當物體受到的力是變力,或者物體的運動軌跡是曲線時,我們仍然采用過去的方法,把過程分解為很多小段,認為物體在每小段運動中受到的力是恒力,運動的軌跡是直線,這樣也能得到動能定理.
正是因為動能定理適用于變力做功和曲線運動的情況,所以在解決一些實際問題中才得到了更為廣
9、泛的應用.
(板書)三 應用
(投影展示例題,學生分析問題,討論探究解決問題的方法.)
例1.一架噴氣式飛機,質量m=5×103 kg,起飛過程中從靜止開始滑跑的位移為L=500m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.
引導學生審題并思考:
1. 飛機的初速度多大?末速度多大?
2.飛機運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?
(請同學們思考分析,并解決這個問題,給同學們一定時間,老師巡回指導)
抽點學生敘述解題思路。有的可能用動能定理解決這個問題,有些可能用牛頓運動定律和運動
10、學公式解決這個問題,(如果沒有,教師引導)并正在屏幕上展示這兩種解題過程。
小組合作討論:比較上面兩種解題過程,分析運用動能定律解題的優(yōu)點。
引導學生總結:
1.動能定理不涉及運動過程中的加速度和時間,用它來處理問題要比牛頓運動定律方便。
2.動能定理能夠解決變力做功和曲線運動問題,而牛頓運動解決這樣一類問題非常困難。
課后思考1:請大家根據這道題總結一下用動能定理解決問題的一般步驟。
課后思考2:完成教材73頁例2,并思考:做功的過程是能量從一種形式轉化為另一種形式的過程,或從一個物體轉移到另一個物體的過程。在例2中,阻力做功,汽車的動能到哪里去了?
【課堂
11、小結】
(讓學生自己小結,在屏幕上展示小結內容)
7.7 動能和動能定理
動能的表達式
1.動能的表達式: Ek=.
2.動能的單位和標矢性
動能定理
1.推導過程
2.內容:合力在一個過程中對物體所做的功,等于物體在這個過程中動能的變化.
3.公式表示:W合=△Ek
動能定理的應用
【課外活動】
請同學們收集在實際生活中,什么情況下人們需要增加物體的“動能”,什么情況人們想要減少物體的“動能”?
【布置作業(yè)】
問題與練習:P74 2.3.4
【板書設計】
7.7 動能和動能定理
一.動能
動能的表達式Ek=
二.動能定理
1.內容
2.公式表示:W合=△Ek
3. 理解
三.應用
【教學后記】
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