《动能和动能定理》设计2

《动能和动能定理》教学设计教学目标教学目标1.正确理解动能定理，明确等式两边物理量的含义。2.会用动能定理解决力学问题，总结出应用动能定理解题的解题步骤。3.知道动能定理不仅适用于恒力做功，也适用于变力做功；不仅适用于直线运动，也适用于曲线运动。教学难点教学难点动能定理的理解和应用教学重点教学重点1．动能的概念，动能定理及其应用。2．演示实验的分析。学习探究学习探究★自主学习1.恒力做功的公式是______________。2.动能定理的表达式为W=________=_________。其含义是________________________。3.应用动能定理解题的基本方法。（1）确定研究对象，明确它的运动过程。（2）分析物体在运动过程中的受力情况，明确各个力是否做功，是正功还是负功。（3）明确初始状态和终了状态的动能（可分段，也可以全程考虑）。（4）用W=ΔEk=Ek1—Ek2列方程求解，注意：等式右边为末状态的动能与初状态的动能之差。★例题精析【例题1】质量为2kg的铅球自2m高处自由下落，陷入泥坑深，求泥坑对铅球的平均阻力。（g取10m/s2）解析：图7－24图7－24RABCm【训练1】如图7-24所示，用同样材料制成的一个轨道，AB段为1/4圆弧，半径为R，水平放置的BC段长度为R。一小物块质量为m，与轨道间动摩擦因数为μ，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C点静止，那么物体在AB段克服摩擦力做的功为（）A．μmgRB.mgR(1-μ)C.πμmgR/2D.mgR/2【例题2】如图7-25所示，光滑斜面长为l，高为h，质量为m的物体在沿斜面向下的恒力F作用下，从顶端由初速度为v0开始运动，则物体到达顶端时的动能为（）图7－25图7－25Fv0hA．B.C.D.解析：【训练2】质量为m的物体以初速度v0冲上一弧形斜坡，上升了h高度后速度减为零，已知斜坡不光滑，求上升过程中物体克服摩擦力做的功为多少？若物体能返回出发点，此时的动能为多大？（认为上升和下降的过程中摩擦力大小不变）【例题3】质量为1㎏的物体与水平面摩擦力为5N，在10N水平力作用下由静止开始前进2m后撤去外力，在前进1m，此时物体仍在运动，其速度为多大？物体最终停止运动，其经过的全部位移为多大？解析：【训练3】对水平面上的物体施以水平恒力F，从静止开始运动了位移l，撤去力F，这以后又经过了位移l而停止下来，若物体的质量为m，则（）A.它所受阻力为FB.它所受阻力为F/2C.力F做的功为零D.力F做的功为Fl自我测评自我测评1.一学生用100N的力将质量为的球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m远，则该学生对球至少做功为（）D.无法确定2.质量为m的小球，以速度v在高度为H的光滑平台上运动，当它脱离平台后，落经高为h的某一点时，若重力做功是mg（H-h），则它具有的动能为（空气阻力忽略）（）A．mgh+mv2/2B.mgH+mv2/2C.mg（H+h）+mv2/2D.mg（H+h）3.两辆汽车在同一水平路面上行驶，它们的质量之比为1：2，速度之比为2：1.设两车与路面的动摩擦因数相等。当两车急刹车后两车滑行的最大距离之比为（）A．1：2B.1：1C.2：1：14.一质量为1kg的滑块，以6m/s的初速度在光滑的水平面上向左滑行，从某一时刻起在滑块上施加一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变成向右，大小为6m/s，则在这段时间里水平力做的功是（）D.无法确定图7－26t／sv/m/s012345675.图7－26t／sv/m/s01234567A.从第1s末到第3s末合外力做功为4WB.从第3s末到第5s末合外力做功为-2WC.从第5s末到第7s末合外力做功为WD.从第3s末到第4s末合外力做功为6.水平桌面上有一物体，受水平方向的恒力F的作用，由静止开始无摩擦地运动，经过路程l1，速度达到v，又经过路程l2，速度达到2v，则在两段路程中F所做的功之比为（）：1：2：3：47.质量为m的雪橇，自高为h的山坡上向下滑到水平雪地上，停止在A点，若将它从A点拉回原处则拉力至少应做的功是_______________。8.把完全相同的三块钢板叠放在一起，子弹以v0的速度垂直射向钢板，刚好能打穿这三块钢板，如果只要求子弹能穿过第一块钢板，则子弹的速度至少应为________________。9.一人坐在雪橇上，从静止开始沿着高度为15m的斜坡滑下，到达底部时速度为10m/s，人和雪橇的总质量为60kg，下滑过程中克服阻力做的功等于__________J。10.如图7-27所示，质量m=1kg的木块静止在高h=的平台上，木块与平台间的动摩擦因数μ=，用水平推力F=20N使木块产生位移l1=3m时撤去力F，木块又滑行l2=1m时飞出平台，求木块落地时速度的大小。（g取10m/s2）图7－27图7－27Fl1+l211.某人在距地面的高处，将质量为的小球以v0=12m/s的速度斜向上抛出，小球的初速度方向与水平方向之间的夹角为30°，g取10m/s2，求：（1）人抛球时对球做多少功？（2）若不计空气阻力，小球落地时的速度大小是多少？（3）若小球落地时的速度大小为v1=13m/s，小球在空中运动时克服阻力做了多少功？拓展提高拓展提高★思维升华变力作用的过程和某些曲线运动，用牛顿运动定律和运动学公式往往无法处理，但用动能定理迎刃而解。如求变力做功的问题可以转化为研究该过程中动能的变化，通过动能的变化求变力做的功是一种常用的方法，能培养学生学会转化的思维方式。★综合实践与创新12.在离地高为H处落下一小球。小球在空中运动所受空气阻力是它重力的k倍，而小球与地面相碰后，能以相同的速率反弹，则小球从释放开始直到多次跳动后停止，通过的总路程为多少？

参考答案★自主学习1.W=Flcosα2.Ek2-Ek1，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3.略★例题精析例题1解析：铅球的运动包括自由落体和陷入沙坑减速运动两个过程，如能知道初末动能、运动位移，应选用动能定理解决，且处理方法有两种：分段列式（略）全程列式：全过程有重力做功，进入沙中又有阻力做功。对铅球运动的全过程由动能定理得：mg(H+h)-Ffh=0-0即：Ff=mg(H+h)/h=2×10×（2+）/=2020N所以泥坑对铅球的平均阻力大小为2020N，方向为竖直向上。训练1B例题2A解析：解法一：分析物体受力：受重力mg；斜面对m的支持力FN；斜面光滑，无摩擦力；还受有外F的作用。分析物体所受力的做功情况：支持力与物体运动方向垂直，所以不做功；F与运动方向同向做正功Fl；重力与运动方向夹角小于90°，做正功，且重力做功只与初末位置的高度差有关，即mgh最后讨论清楚运动的终了状态和初状态的动能：，根据动能定理列方程：故选A解法二：（1）分析受力（2）列动力学方程，求a（3）利用运动学公式，求v（4）利用，求动能训练2例题3解析：物体所受外力有先后不同情况，本题设第1段位移为s1，第2段位移为s2，拉力为F,摩擦力为Ff，已知：m=1kgs1=2ms2=1mF=10NFf=5N对物体在第1段、第2段运动过程中应用动能定理得：