4. 动能 动能定理名师课堂实录

动能和动能定理教学设计

【教学目标】 （一）知识与技能

1、掌握动能的表达式。

2、理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题。

（二）过程与方法

1、运用演绎推导方式推导动能和动能定理的表达式。

2、理论联系实际，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

通过动能定理的演绎推导，感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣。

【学情分析】 学生已经学习了功，初步了解动能、势能和能量的定义，并且知道知道重力势能的变化只与重力做功的负值，弹性势能的变化只与弹力做功有关，通过上一节实验探究也知道力对物体做功与速度变化的关系。学生已经树立了“做功的过程就是能量的转化过程”，初步了解了功和能的关系。

【重点难点】 动能的的表达式的推导，动能定理理解及其应用。

【教学过程】

导入新课 通过上节课的探究，我们已经知道了力对物体所做的功与速度变化的关系，那么物体的动能应该怎样表达？力对物体所做的功与物体的动能之间又有什么关系呢？这节课我们就来研究这些问题。

目标一、运用演绎推导方式推导动能的表达式，掌握动能的表达式，体验科学推导过程。

物理情景：质量为m的物体，从静止开始自由下落，经A位置时，速度是v1，经B位置时，速度是v2，，求此过程中重力所做的功。

学生活动：

1、在练习本上独立推导，求出力物体重力所做的功。计算结果

W2、黑板或投影展示

3、猜测动能的表达式

老师引导：

1、重力做功与重力势能变化的关系（做功伴随能量的变化）；

2、重力势能和动能的转化。（初中学的机械能守恒定律）

12结论：动能Ekmv单位：J2

注意：

(1)动能是标量.（功也是标量，所有能都是标量）

(2)动能是状态量.

（速度是状态量）

12mv

2情感态度与价值观：自己运用演绎推导方式推导出动能的表达式，富有成就感！

1

例题1、分析下列几种情况，速度和动能是否变化？

A.做匀速直线运动的自行车。速度、动能都不变

B.做匀速圆周运动的女运动员。速度变化，动能不变

C.沿滑梯加速下滑的小男孩。动能和速度都变化 D.篮球比赛中，离手后的篮球。速度和动能都变化

E.太阳系中，沿椭圆轨道运行的行星。速度和动能都变化

做表比较

物理情景

速度是否变化

动能是否变化

结论

做匀速直线运动的自行车

物体速度变化，动能不变

不变

不一定变化；

做匀速圆周运动的女运动员

变化

不变

物体动能变化，速度沿滑梯加速下滑的小男孩

变化

变化

一定变化。

篮球比赛中，离手后的篮球

变化

变化

太阳系中，沿椭圆轨道运行的行星

变化

变化

思考：物体速度变化，动能一定变化？（不一定）

物体动能变化，速度一定变化？（一定）

练习1、一质量为0.3㎏的弹性小球，在光滑的水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前速度的大小相同，则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和动能变化为（BC）

A .Δv=0

B. Δv=12m/s

C. Ek0

D.Ek10.8J

目标二、运用演绎推导方式推导动能定理的表达式，理解动能定理的确切含义，体验科学推导过程。

粗糙的水平面上，一质量为m的木块，初速度为v1,刘洋同学用力F拉动物体，经过一段位移后物体的速度达到v2，若运动中阻力恒为f，求出合力对物体做功的表达式。

学生活动：在练习本上独立推导，求出合力对物体做功的表达式。

教师活动：投影学生的推导过程。

合力做功的表达式 W叫做动能定理。即：W注意：

1.W是合力所做的功，也是各力做功的代数和。

2.动能的变化：末减初

3.标量方程。（直接说）

1212mv2mv1

22动能定理：力在一个过程中对物体所作的功，等于物体在这个过程中动能的变化。这个结论，Ek2Ek1

情感态度与价值观：自己运用演绎推导方式推导出动能定理，富有成就感！

目标三、运用动能定理分析解决问题，总结解题规律，体会动能定理的优势和劣势。

例题2、民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上。斜面高度为3.2m，长度为6.5m，一个质量为60kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240N，人滑至气囊底端时速度有多大?（取g=10m/s2）

2

说明：

1、

动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便. 2、

总结解题程序

（1）明确研究对象、物理过程. （2）受力分析，明确各力的做功情况. （3）运动分析，明确过程的初状态动能和末状态的动能. （4）列出动能定理方程并求解. 练习2、在h高处，以初速度v0竖直向下抛出一个小球，不计空气阻力，求小球着地时的速度大小。

变式1、若以初速度v0竖直上抛出该球，则小球落地时速度多大？

变式2、若以初速度v0水平抛出该球，则小球落地时速度多大？

变式3、若以初速度v0斜抛该球，则小球落地时速度多大？

变式4、若以初速度v0水平抛出该球，你可以直接求小球落地时的速度方向吗？

说明：

3、动能定理既适用于恒力作用下的直线运动情况，还适用于变力作功或物体作曲线运动的情况；

4、动能定理有局限性，不能求方向、时间，不能分解。

练习3、.将质量m=2kg的一块石头从离地面H=2m高处由静止开始释放，落入泥潭并陷入泥中h=5cm深处，不计空气阻力，求泥对石头的平均阻力。（g取10m/s2）

说明：5、对于较复杂的物理问题，全程列式更好

情感态度与价值观：掌握物理知识越多，解决复杂问题的方法越简单，希望同学们，热爱物理，勇于探索科学的奥秘！

课堂总结

一、动能表达式

Ek二、动能定理

W12mv，单位：J，标量，状态量

21212mv2mv1

221、W是总功也就是合力所做的功. 2、标量方程

3、过程与状态的对应.（两态夹一过）

三、运用动能定理分析解决问题

1、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便；

2、动能定理既适用于恒力作用下的直线运动情况，还适用于变力作功或物体作曲线运动的情况；

3、解题程序

（1）明确研究对象、物理过程，确定初、末状态. （2）受力分析，明确各力的做功情况. （3）运动分析，明确过程的处状态动能和末状态的动能. （4）列出动能定理方程并求解. 4、全程列式更好；

5、动能定理有局限性，不能求方向、时间，不能分解。

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【作业布置】

课本74页，问题与练习2、3、5. 【课后练习】

1.(动能的理解)一质量为1.0kg的滑块，以4m/s的初速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起一向右水平力作用于滑块，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4m/s，则在这段时间内水平力所做的功为( A ) A.0

B.8J

C.16J

D.32J 2. (动能定理及应用)两个物体的质量分别为m1和m2，且m1=4m2，当它们以相同的动能在动摩擦因数相同的水平面上运行时，它们的滑行距离之比s1:s2和滑行时间之比t1:t2分别为( D ) A.1:2,2:1 B.4:1,1:2 C.2:1,4:1 D.1:4,1:2 3. (动能定理及应用)木块受水平力F作用在水平面上由静止开始运动，前进s后撤去F，木块又沿原方向前进3s停止，则摩擦力f =________．木块最大动能为________.

4. (动能定理及应用)在高一足球联赛中，周旭同学罚任意球，他以200N的力将0.5kg 的球以20m/s的初速度踢出50m远，则此同学对球所做的功是多少

？

5. (动能定理及应用)

一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处对开始运动处的水平距离为S，如图所示，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面、水平面与物体间的动摩擦因数相同．求动摩擦因数μ。

6.

(引入动能定理求解变力做功)一质量为 m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则拉力F所做的功为（

）

A.

mglcosθ

B. mgl(1－cosθ)

C.

Flcosθ

D.

Flsinθ

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