动能_动能定理

1、课题：外力做功与物体动能变化的关系海啸海啸创创境境设设问问疯狂赛车疯狂赛车创创境境设设问问帆船水车水车风力发电风力发电问题整合问题整合一、动能的理解：一、动能的理解：1、如何推导动能表达式？动能表达式中的、如何推导动能表达式？动能表达式中的v指的是指的是什么速度？什么速度？2、如何理解动能的相对性？、如何理解动能的相对性？二、动能定理的理解和应用：二、动能定理的理解和应用：3、如何理论上推导出动能定理？、如何理论上推导出动能定理？4、如何理解、如何理解“合力做功是动能改变的原因合力做功是动能改变的原因”？5、如何利用实验探究动能定理？实验中的注意事项、如何利用实验探究动能定理？实验中的注意事项

2、是否与探究是否与探究“a、m、F”实验注意事项一样？实验注意事项一样？6、如何理解、如何理解“动能定理动能定理”中所有外力所做的功？初中所有外力所做的功？初末态动能是什么意思？末态动能是什么意思？三、动能定理如何引用？三、动能定理如何引用？ 学习目标学习目标1能运用牛顿第二定律结合功能关系，推导能运用牛顿第二定律结合功能关系，推导出动能表达式；出动能表达式；2记住动能表达式，并能计算运动物体的动记住动能表达式，并能计算运动物体的动能，理解动能的相对性；能，理解动能的相对性；3从理论上推导动能定理，知道实验探究动从理论上推导动能定理，知道实验探究动能定理的原理、步骤、注意事项。能定理的原理、步骤

3、、注意事项。4理解动能定理是一个过程式，并能运用动理解动能定理是一个过程式，并能运用动能定理解决变力问题、曲线问题，在解决问题能定理解决变力问题、曲线问题，在解决问题过程中，归纳出动能定理应用的步骤。过程中，归纳出动能定理应用的步骤。问题探究问题探究1 1：理论推导动能定理，理解动能定理理论推导动能定理，理解动能定理问题探究问题探究2 2：实验探究合外力与动能变化之间的关系实验探究合外力与动能变化之间的关系互动解疑互动解疑问题探究问题探究3 3：动能定理的应用动能定理的应用问题探究问题探究1 1：推导动能表达式，理解动能表达式推导动能表达式，理解动能表达式 问题：物体原来就具有速度问题：物体原

4、来就具有速度v1，放在光滑水平面上，放在光滑水平面上，在外力在外力F作用下，经过一段位移作用下，经过一段位移s，速度达到，速度达到v2，如图，如图，则此过程中，则此过程中，F做功与动能间又存在什么关系呢？做功与动能间又存在什么关系呢？asv2Ffv1Ff 情景：情景：将刚才推导动能公式的例子改动一下：假将刚才推导动能公式的例子改动一下：假设物体原来就具有速度设物体原来就具有速度v1，且水平面存在摩擦力，且水平面存在摩擦力f，在外，在外力力F作用下，经过一段位移作用下，经过一段位移s，速度达到，速度达到v2，如图，则此，如图，则此过程中，外力做功与动能间又存在什么关系呢？过程中，外力做功与动能间

5、又存在什么关系呢？asv2Ffv1Ff1、此过程中，有哪些力对物块做了功，分别是正功还、此过程中，有哪些力对物块做了功，分别是正功还是负功？是负功？2、此过程的初态动能和末态动能分别是多少？、此过程的初态动能和末态动能分别是多少？3、所有外力做的总功与动能变化有什么关系？、所有外力做的总功与动能变化有什么关系？问题探究问题探究2 2：理论推导动能定理，理解动能定理理论推导动能定理，理解动能定理（1）动能定理：外力对物体所做的总功等于物）动能定理：外力对物体所做的总功等于物 体动能的增加。体动能的增加。（2）公式：公式：W总总Ek2-Ek1Ek用用W总总表示外力对物体做的总功，用表示外力对物体做

6、的总功，用Ek1表示物表示物体初态的动能，用体初态的动能，用Ek2表示末态动能。表示末态动能。表述：表述：外力对物体所做的外力对物体所做的总功总功等于等于物体物体动能的变化动能的变化。21222121mvmvW总外力的总功外力的总功末状态动能末状态动能 初状态动能初状态动能1、合合外力做功。外力做功。2、外力做功之、外力做功之和和。动能动能变化变化和某一过程（始末状态）相对应和某一过程（始末状态）相对应。问题探究问题探究2 2：理论推导动能定理，理解动能定理理论推导动能定理，理解动能定理式子左边的功与右边的动能都是标量式子左边的功与右边的动能都是标量 a如何求解合外力做的总功？如何求解合外力做

7、的总功？b.如何理解动能定理的标量性？如何理解动能定理的标量性？c c合外力做功与动能变化之间的关系合外力做功与动能变化之间的关系W合合0， Ek2_ Ek1 ， Ek 0W合合0， Ek2_ Ek1 ， Ek 0.W合合 F合合Scosq. W合合W1+W2 +F1s1 +F2s2 + cosq cos q问题探究问题探究2 2：理论推导动能定理，理解动能定理理论推导动能定理，理解动能定理既适用于恒力做功，也适用于既适用于恒力做功，也适用于变力变力做功做功. 既适用于直线运动，也适用于既适用于直线运动，也适用于曲线曲线运动。运动。既适用于单一运动过程，也适用于既适用于单一运动过程，也适用于运

8、动的全运动的全过程过程。动能定理中的动能定理中的位移位移和和速度速度必须是相对于同一必须是相对于同一个参考系个参考系.一般以一般以地面地面为参考系为参考系.动能定理不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关，在涉及有关的力学问题，应优先考虑应用动能定理。问题探究问题探究4 4：动能定理的应用动能定理的应用sFf 例例1、 一架喷气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量 ，起飞过，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为程中从静止开始滑跑的路程为 时，达到起时，达到起飞速度飞速度 。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的机重量的0.02倍（倍（k=0.02

9、）。求飞机受到的牵引力）。求飞机受到的牵引力F。kgm3100 . 5ms2103 . 5smv/60GFN问题探究问题探究4 4：动能定理的应用动能定理的应用恒力恒力+ +直线运动直线运动1 1找对象（常是单个物体）找对象（常是单个物体）解：对飞机解：对飞机 由动能定理有由动能定理有221mvkmgsFskmgsmvF228 . 9100 . 502. 0103 . 5260100 . 53223 N4108 . 1sF1F23 3确确定定各各力力做做功功2 2运动情况分析运动情况分析4 4建方程建方程2 2受受力力分分析析21222121mvmvW总不涉及不涉及物理运动过程物理运动过程中的

10、中的加速度和时间加速度和时间，而而只与只与物体的物体的初末状初末状态有关态有关，在涉及有关，在涉及有关的力学问题，优先应的力学问题，优先应用动能定理。用动能定理。问题探究问题探究4 4：动能定理的应用动能定理的应用变力变力+ +曲线运动曲线运动 如图所示，一质量为如图所示，一质量为2 kg的铅球从离地面的铅球从离地面2 m高处自由下落，陷入沙坑高处自由下落，陷入沙坑2 cm深处，求深处，求沙子对铅球的平均阻力沙子对铅球的平均阻力. 问：小球的运动可以分成几个过程？各问：小球的运动可以分成几个过程？各过程有哪些力做功？分别过程有哪些力做功？分别 作什么功？作什么功？问题探究问题探究4 4：动能定理的应用动能定理的应用多过程问题多过程问题（1）准确选取研究过程；）准确选取研究过程；（2）明确研究对象；）明确研究对象；（3）对研究对象进行受力分析，并确定各力）对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和所做的功，求出这些力的功的代数和W总总。（4）确定始、末态的动能。（未知量用符号）确定始、末态的动能。（未知量用符号表示），根据动能定理列出方程表示），根据动能定理列出方程（5）求解方程、分析结果）求解方程、分析结果21222121mvmvW总问题探究问题探究4 4：动能定理的应用动能定理的应用