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2019-2020年高中物理 4.2《動能 動能定理》教案 粵教版必修2 教學目標： 1、 記住動能的計算公式：，知道他是標量 2、 （1）理解動能定理的內(nèi)涵（功是能量轉(zhuǎn)化的量度，正功使物體動能增大，負功使物體動能減少；物體動能的改變?nèi)Q于總功） （2）能在水平面和豎直平面利用動能定理求總功、某個力做的功，物體的速度。 知道動能定理在以下方面的應用： a、 通過動能變化判斷（或求）總功 b、通過總功判斷（或求）動能變化 引入 居里夫人和她的丈夫以研究放射性元素鐳而著名，有一次她的丈夫皮埃爾居里把一小塊雷元素放在胸口的衣袋里，過了一段時間，他把上衣脫掉，發(fā)現(xiàn)胸口有處紅色的小傷疤。大家知道是什么原因嗎？ 原來鐳是一種放射性元素，它發(fā)生衰變的時候會放出高速運動的粒子（眼睛看不見），是這些粒子把他的胸口打傷的。 有人計算過，一只小鳥撞擊速度為960千米/時的飛機時，就會產(chǎn)生21 .6萬牛的力。一只1 .8千克的鳥撞在速度為900千來/時的飛機上時，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大。所以在飛機場你會看到總會有人專門趕鳥。 可見運動著的物體都具有一種能量，這種能量能對其它物體有殺傷力。這種能量是由于物體運動而產(chǎn)生的，所以我們叫動能。 板書：一、動能 1、 定義：物體由于運動而具有的能量 飛過來一個足球，用頭一頂就飛出去了，如果飛過來一個鉛球，你還敢用頭頂嗎？運動的物體能量有大有小，大小跟什么有關(guān)呢？ Powerpoint展示，學生思考 動能的大小跟什么有關(guān)？請看下列兩個例子，思考影響動能的因素。 例1：汶川大地震 印度洋板塊和亞洲板塊運動的速度非常慢，大概每年兩厘米的速度推進，但當他們相碰撞，產(chǎn)生的動能可以毀掉整個汶川，影響整個四川。 例2：臺風 臺風是空氣的高速運動，空氣質(zhì)量其實很小，但空氣在氣壓梯度力的作用下能不斷加速，當風力達到12級以上，我們叫臺風。一個中等能量的臺風，它所蘊含的動能，相當于50萬顆1945年在日本廣島爆炸的原子彈釋放出來的能量。 師：動能跟什么有關(guān)？（引導提示：m、v） 師：那動能到底跟m和v有什么關(guān)系呢？下面來看一個例子 Powerpoint展示，學生思考 光滑水平面上一物體原來靜止，質(zhì)量為m，此時動能是多少？(因為物體沒有運動，所以沒有動能)。在恒定外力F作用下，物體發(fā)生一段位移s，得到速度v(如圖1)，這個過程中外力做功多少？物體獲得了多少動能？ 提示：外力做功 由于外力做功使物體得到動能，所以就是物體獲得的動能，這樣我們就得到了動能與質(zhì)量和速度的定量關(guān)系： 物體的動能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。用Ek表示動能，則計算動能的公式為： 補充板書： 一、動能 1、 定義：物體由于運動而具有的能量 2、動能的大?。何矬w的動能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。 3、計算公式： 4、國標單位：焦（J） Powerpoint展示，學生思考 (下面通過一個簡單的例子，加深同學對動能概念及公式的理解) 試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動能：(除下列點外，其他情況相同) ①物體甲的速度是乙的兩倍；②物體甲向北運動，乙向南運動； ③物體甲做直線運動，乙做曲線運動；④物體甲的質(zhì)量是乙的一半。 在學生得出正確答案后總結(jié)：動能是標量，與速度方向無關(guān)；動能與速度的平方成正比，因此速度對動能的影響更大。 補充板書： 一、動能 1、 定義：物體由于運動而具有的能量 2、動能的大小：物體的動能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。 3、計算公式： 4、國際標準單位：焦（J） 5、動能是標量 Powerpoint展示水蒸汽燒手的例子，強調(diào)速度對動能影響更大，注意平方 Powerpoint展示練習 1、一個人站在陽臺上，從陽臺邊緣以相同的速率v0分別把三個質(zhì)量相同的球豎直上拋、豎直下拋、水平拋出，不計空氣阻力，則三球拋出時的動能( ) A、上拋球最大 B、下拋球最大 C、平拋球最大 D、三球一樣大 答案：D 2、判斷 （1）質(zhì)量相同的兩個物體，若動能相同則他們的速度相同（ ） （2）要使汽車動能變?yōu)樵瓉淼?倍，只需把車的速度增大到原來的9倍（ ） （3）一定質(zhì)量的物體動能變化時，速度一定變化，但速度變化時動能不一定變化（ ） 答案：（1）錯 （2）錯 （3）對 師：功有正負兩種，正功使物體獲得動能，負功使物體失去動能。如果正負功同時存在那物體的動能會怎么變化呢？ Powerpoint展示情景 將剛才推導動能公式的例子改動一下：假設(shè)物體原來就具有速度v1，且水平面存在摩擦力f，在外力F作用下，經(jīng)過一段位移s，速度達到v2，如圖2，則此過程中，外力做功與動能間又存在什么關(guān)系呢？ 外力F做功：W1＝Fs 摩擦力f做功：W2＝-fs 外力做的總功： 可見，外力對物體做的總功等于物體在這一運動過程中動能的變化。其中F與物體運動同向，它做的功使物體動能增大；f與物體運動反向，它做的功使物體動能減少。它們共同作用的結(jié)果，導致了物體動能的變化。 將上述問題再推廣一步：若物體同時受幾個方向任意的外力作用，情況又如何呢？引導學生推導出正確結(jié)論并板書： 外力對物體所做的總功等于物體動能的變化，這個結(jié)論叫動能定理。 板書： 二、動能定理 1、內(nèi)容：外力對物體做的總功等于物體在這一運動過程中動能的變化 2、數(shù)學表達式： W：指總功，即各個力做功的代數(shù)和 :指初動能 ：指末動能 課本例題講解 Powerpoint展示習題 動能定理的內(nèi)涵： 例1：關(guān)于功和物體動能變化的關(guān)系，不正確的是（ ） A．有力對物體做功，物體動能就會變化 B．合外力不做功物體的動能就不變化 C．合外力做正功，物體的動能就增加 D．所有外力做功的代數(shù)和為負值，物體的動能就減少 答案：A 例2：一質(zhì)量1.0kg的物體，以4m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，從某一時刻起施加一個向右的水平力，經(jīng)過一段時間，物體的速度方向變?yōu)橛?，大小仍?m/s，則在這段時間內(nèi)水平力對物體所做的功為（ ） A．0 B、—8J C、—16J D、—32J 答案：A 運動員用F=1000N的力向質(zhì)量m=0.5kg的足球踢了一腳，足球以20m/s的速度向前飛去，運動S=50m停止。g=10m/s2，則運動員為此消耗掉化學能為（ ） A．5000J B. 2500J C. 100J D. 無法確定 答案：C 對比課本 例3：一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m，這是物體的速度2m/s，則下列說法正確的是（ ） A． 手對物體做功12J B． 合外力對物體做功12J C． 合外力對物體做功2J D． 物體克服重力做功10J 答案：D 板書設(shè)計： 動能 動能定理 一、動能 1、 定義：物體由于運動而具有的能量 2、動能的大?。何矬w的動能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。 3、計算公式： 4、國際標準單位：焦（J） 5、動能是標量 二、動能定理 1、內(nèi)容：外力對物體做的總功等于物體在這一運動過程中動能的變化 2、數(shù)學表達式： W：指總功，即各個力做功的代數(shù)和 :指初動能 ：指末動能