动能与动能定理教学设计.docx

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1、动能与动能定理教学设计一.教学内容：动能、动能定理二.知识要点功能关系、动能、动能定理1 .能量(简称“能”)：物体具有对外做功的本领就叫能。常见形式的能量：机械能、内能、电磁能、原子能等。2 .能量是可以转移和转化的。宇宙中各种物质存在方式就是运动，而运动的本质是能量的再分配和能量的转化。3 .做功是能量转化的量度。能量的转化是通过做功实现的，因而做了多少功也就有多少能量的转化，做功是能量转化的量度。4 .功和能有区别：能与某种运动形式相联系，是运动状态的描述。功是与力的作用过程相联系，是过程量。有能量不一定要做功，而做功就必须有能量，一般说有IJ能量不一定能做IJ的功。不能说功转化为能，只

2、能说能转化为能。5 .动能：由于物体运动而具有的能叫动能。口12=-WV用公式2计算。占上与V有关，所以是状态量，单位是焦耳，用符号J表示。动能是标量无方向、向东运动有IJ的动能与向西运动有U的动能一样多。计算动能时速度V一般选地面为参考。6 .动能变化AEjt动能定理5=RC-EE=-wv?-mv?动能变化是末动能与初动能的差值，公式表示为口切22EjtO动能增加，A*0,AErQt动能增加。对动能定理应理解到：(1)动能定理实际是一个质点的功能关系。(2)动能定理适用于恒力同样适用于变力做的情况。(3)应用动能定理时%二腌,包括所有外力做功，不管它是重力、弹力、摩擦力还是其它力。(4)应用

3、动能定理步骤：确定研究对象分析受力分析运动的初、末状态，包括运动过程中哪些力做功由动能定理列方程求解【典型例题分析】例1行驶的汽车，制动开始后滑行一段距离最后停下来。流星在夜空中坠落发出明亮的火光；降落伞在空中匀速下降。上述不同事物所包含相同的物理规律是（）A.物体克服阻力做功B.物体的动能转化为其它形式的能C.物体的势能转化为其它形式的能D.物体的机械能转化为其它形式的能解析：行驶的汽车刹车时速度逐渐减少，动能转变为内能，汽车克服阻力做功，A正确。匀速下降的伞动能没有改变，B错。汽车在水平路面上运动势能没有变，C错。三种情况都是机械能减少，D正确。例2一小球从高出地面Hm处，由静止自由下落，

4、不计空气阻力，球落至地面后又深入沙坑h米后停止，求沙坑对球的平均阻力是其重力的多少倍。解：小球由A落到B只有重力作用，由B到C受沙坑阻力,、重力作用。在A点动能为零，在C动能为零，掰g（H+M-j=-7W+A,HJ=Wg71+/为重力的A倍（大于重力）例3飞行子弹打入放在光滑水平面上的木块中深入2cm,未穿出同时木块滑动了Icm,则子弹动能的变化、木块获得的动能、由于摩擦增加的内能的比是多少。S5I-d解析：子弹打入木块直到一起运动为止，子弹与木块间有摩擦力设为几=J册2设木块质量M,末速为V,动能52-EJM=-wvi子弹质量为m,飞行速度%,飞行时动能e2fS=-Mv2f(S+d)=-mv

5、a对木块2对子弹22fd=mv?-f2-mv3=Ifnv；(m+f)v2代入得22222等号右边就是子弹打入木块过程中系统动能损失，即为内能增加值。史fd2=fd-(m+)v2由能量守恒知221 212-WVj-WV32子弹动能减少量、木块动能、增加的内能比为3.2三.疑难辨析(一)动能定理应用例析动能定理的内容是：合力所做的功等于物体动能的变化，数学表达式为：,1213FS=-MV3-mv12 2,动能定理应用广泛，解题简洁、实用，下面举例说明。1 .求解物体运动的速度如果物体在力的作用下，作用力、物体的位移和物体的初速度已知时，可用动能定理求解作用后物体的速度。例1：质量为M、厚度为d的方

6、木块，静置在光滑的水平面上，如图1所示，一子弹以初速度“水平射穿木块，子弹的质量为m,木块对子弹的阻力为且始终不变，在子弹射穿木块的过程中，木块发生的位移为J求子弹射穿木块后，子弹和木块的速度各为多少？图1解析：子弹受力如图2所示，由题知子弹的初速度为匕)，位移为S=L+d,阻力为27。_Fz(L+J)=-WV3-WVq子弹射穿木块的过程由动能定理得22V=解得木块受力如图3所示，由题知木块的初速度为0,发生的位移S=A,4为动力，子弹FfL-Mvi射穿木块的过程由动能定理得VL停解得YM2 .求解物体受的力如果物体在几个力（其中有一个未知力）的作用下，物体的位移和其动能的变化量己知时，可用动

7、能定理求此未知力。例2：物体质量为IOkg,在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面向上运动，斜面与物体间的动摩擦因数为,I当物体运动到斜面中点时，去掉拉力F,物体刚好能运动到斜面顶端停下，斜面倾角为30,求拉力F多大？（g=10s）解析：木块受力如图4所示，设斜面的长度为s。木块受到的摩擦力尸八畋=M8,3011Xi。*E87F-Ffs-/Mgssm300=O木块从开始运动到静止由动能定理得2JF=2(wgstn30o)=2(8,7-1010)2V=117-4y解得2图43 .求解物体的位移物体在己知力的作用下，其动能的变化量已知时，可用动能定理求解物体发生的位移。例3：总质量为M的列车，沿水平直线

8、匀速前进，其末节车厢质量为m。中途脱钩，司机发现后关闭油门时，机车己行驶L的距离。设运动过程中阻力与质量成正比，机车关闭油门前牵引力是恒定的，则两部分都停止运动时，它们之间的距离是多少？解析：脱钩后，机车、末节车厢受力如图5所示。图5由题知机车受到的摩擦力号=MM-比，末节车厢受到的摩擦力尸C=JfeWg(k为比例常数)。列车匀速前进时，由平衡条件得牵引力F=k设列车匀速前进时的速度为V,脱钩后至停下机车运动的位移为所，由动能定理得FL-F91=O(M-V3kMgL-kM-m)gsl=O-(-w)v2即2s所以2kMg*M-心22k(Af - m)g一尸血=O-WV3设脱钩后至停下来末节车厢的

9、位移为52,由动能定理得D2,1aP-Wigs5=-WV=即2所以漏则它们之间的距离4.求解变力所做的功MLM-tn如果物体所受的外力中有变力，有恒力，且恒力的功容易计算，物体动能的变化量也容易求解，可由动能定理求出变力的功。例4：质量为4t的汽车，以恒定功率沿平直公路行驶，在一段时间内前进了IOom,其速度从36kmh增加到54kmh.若车受到的阻力恒定，且阻力因数为0.02,求这段时间内汽车所做的功。（g=10冏s）解析：以汽车为研究对象，在水平方向受牵引力F和阻力与的作用。因为汽车的功率恒定，汽车的速度小时牵引力大，速度大时牵引力小，所以，此过程牵引力为变力，汽车的运动也是变速运动。此题

10、用动能定理求解非常方便。由动能定理，可J+-*-又町=-F,s=-img6其中片=36tw=】0力/$,v2=54wA=5mfs911.W-m（vi-V,）+kmgs解得2=24103x（153-103）J+0.02x410310l00J=3.3105J动能定理内涵丰富，解决问题简洁、实用，是其他物理规律和定理无法比拟的，应熟练掌握。（二）动能定理使用三误区误区一：不理解动能是标量，认为不同方向的动能反值相同，而意义不同。例I：一物体质量为2kg,以4ms的速度在光滑水平面上向左滑行。从某时刻起作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为4ms,在这段时间内，水平力做

11、功为（）A.0B.8JC.16JD.32J错解:Wr=lmv3-(*)=12(43+4j)三32J222选D诊断及正解：错在认为动能有方向，向左的16J动能与向右的16J动能不同。实际上动Wr=&E%=mv2=0能是标量，没有方向，且是恒正的一个量，由动能定理得：2正确答案：A误区二：不理解动能定理的实质，在运用中，位移和速度不相对同一参照系。例2：子弹以某速度击中静止在光滑水平面上的木块，当子弹进入木块深度为X时，木块相对水平面移动距离5,求木块获得的动能EXI和子弹损失的动能AEa之比。错解：设子弹在木块中运动时，受到木块摩擦阻力大小为6,则由动能定理:对子弹：一弓X=E0_EMn=即/=

12、F,X7-=5u对木块：2与_%EJ所以八4Pf2诊断及正解：错在使用动能定理时，乱用参考系，没有统一确定。以地面为参考系，木Xt13x+-X=X块的位移为2,子弹的位移为22子弹损失的动能大于木块获得的动能,这表明子弹损失的动能中一大部分己转化为克服阻力做功而产生的热，使子弹和木块构成的系统内能增加。误区三,不理解什么力做功对应什么能量的变化，误认为每一个力的功与所有能量的变化相对应。例3：某人从离地面IOm高处的平台上抛出一个质量为Ikg的球，球落地速度为15ms,不计空气阻力，求人对球所做的功，g取IOm小。错解：人对球做功Wk=ll15aJ=112.5J22诊断及正解：错在未弄清人对球做功会导致什么能量发生变化，误认为小球落地时的动能等于人对球所做的功，忽视了球自抛出到落地过程中重力对球做的功。根据机械能守恒定律，求抛出时的初动能加=皖一冽g。人对球做功的过程只在球抛出的瞬间，由动能定理：入=EMJWA=Ek-mgh=wy2-WgA=-1153-l1010=12.5J