4. 动能 动能定理优秀教案案例

第4节

动能

动能定理教案

教学目标：

重点:动能定理的应用

难点:动能定理的理解

一、动能

1．推导

如图所示，质量为m的物体在沿运动方向的合外力作用下发生x位移，速度由v1增大到v2，则做功与动能的改变有什么关系? WFx

由牛顿第二定律

Fma

运动学公式22

v2v12ax

1122

得Wmv2mv122

2．定义

物体由于

运动

而具有的能量。

3．大小

物体的动能等于物体质量与物体

速度大小的二次方

的乘积的一半

4．表达式

12mv

Ek=

2

5．单位

与功的单位相同，国际单位为

焦耳

,符号

J

1J1kgm2s21Nm

6．标矢性：动能是标量

练习: 1.【问题导学】

质量一定的物体的动能发生变化时,速度一定变化吗?物体的速度发生变化时,动能一定变化吗? 答案:质量一定的物体动能发生变化时,其速度一定随之变化;物体的速度发生变化时(如匀速圆周运动),其动能不一定发生变化.

思考判断

1.速度大的物体动能也大.(

) 2.某物体的速度加倍,它的动能也加倍.(

) 3.两质量相同的物体,动能相同,速度一定相同.(

) 4.做匀速圆周运动的物体,速度改变,动能不变.(

) 答案:1.×

2.×

3.×

4.√

【典例1】

(多选)关于对动能的理解,下列说法正确的是(ABC ) A.动能是普遍存在的机械能的一种基本形式,凡是运动的物体都具有动能

B.动能总是正值,但对于不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的

C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化

D.动能不变的物体,受力一定为零

二、动能定理

1．推导得出公式: 2．内容：合外力

所做的功等于物体动能的变化。

3．表达式：W=Ek2-Ek1=1mv-1mv

222221(1)式中W为

合外力所做的功，它等于各力做功的代数和

(2)如果合外力做正功，物体的动能增加，合外力做负功，物体的动能减少

(3)适用范围：不仅适用于恒力做功和变力运动，也适用于直线

做功和

曲线运动情况。

(4)物理意义: 合外力做功是引起物体动能变化的原因,动能变化的多少要靠合外力做功的数值来量度,动能定理反映了合外力做功过程的实质是其他形式的能和动能的相互转化（做功的过程就是能量变化的过程）. (5)解题步骤: (1)选取研究对象,明确它的运动过程. (2)分析物体的受力,明确各力的做功情况. (3)确定初、末状态及对应的初、末状态的动能. (4)应用动能定理列出方程. (5)求解并进行检验. 练习: 【问题导学】

物体动能的改变量一定大于零吗?举例说明. 答案:不一定.如列车加速出站时合外力做正功,动能增大,动能的改变量大于零;列车减速进站时合外力做负功,动能减小,动能改变量

小于零.

趁热打铁

例.木块以12m/s的水平速度从距离水面1.25m的高度抛出，求木块接触水面时的速度大小？(g取10m/s) 解法1：

竖直方向：

2vy

2gh

2V=12m/s

1.25m

V=?

t

2vtv0vy213m/s

解法2：

由动能定理：

mgh1122mvtmv022

vtv202gh13m/s跟踪练习：

一根长为L的绳子系着一小球在竖直面内做圆周运动，小球恰能通过最高点，求小球在最低点的速度是多少？

解：由动能定理：

1122mvmv2mgL= t022恰能通过最高点：

解得：

mv02mgLvt5gL

课堂小结

1.物体由于运动而具有的能叫动能，动能可用Ek来表示，物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半. 2.动能是标量，也是状态量、相对量. 3.动能定理是根据牛顿第二定律和运动学公式推导出来的. 4.动能定理中所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是任何其他的力，动能定理中的W是指所有作用在物体上的外力的合力的功. 5.动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但对于外力是变力，物体做曲线运动的情况同样适用. 布置作业:

教材“练习与评价”

板书设计

第4节

动能和动能定理

动能的表达式

1．推导过程

2．动能的表达式

3．动能的单位和标矢性

1mv24．Ek=2．

动能定理

1．内容：合力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．

2．公式表示；W合＝△Ek

3．物理意义

4.适用范围

5.解题步骤