2019-2020年高中物理 4.2《動(dòng)能 動(dòng)能定理》教案 粵教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 4.2《動(dòng)能 動(dòng)能定理》教案 粵教版必修2 教學(xué)目標(biāo)： 1、 記住動(dòng)能的計(jì)算公式：，知道他是標(biāo)量 2、 （1）理解動(dòng)能定理的內(nèi)涵（功是能量轉(zhuǎn)化的量度，正功使物體動(dòng)能增大，負(fù)功使物體動(dòng)能減少；物體動(dòng)能的改變?nèi)Q于總功） （2）能在水平面和豎直平面利用動(dòng)能定理求總功、某個(gè)力做的功，物體的速度。 知道動(dòng)能定理在以下方面的應(yīng)用： a、 通過動(dòng)能變化判斷（或求）總功 b、通過總功判斷（或求）動(dòng)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(shí)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(shí)候會(huì)放出高速運(yùn)動(dòng)的粒子（眼睛看不見），是這些粒子把他的胸口打傷的。 有人計(jì)算過，一只小鳥撞擊速度為960千米/時(shí)的飛機(jī)時(shí)，就會(huì)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(shí)的飛機(jī)上時(shí)，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大。所以在飛機(jī)場(chǎng)你會(huì)看到總會(huì)有人專門趕鳥。 可見運(yùn)動(dòng)著的物體都具有一種能量，這種能量能對(duì)其它物體有殺傷力。這種能量是由于物體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，所以我們叫動(dòng)能。 板書：一、動(dòng)能 1、 定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量 飛過來一個(gè)足球，用頭一頂就飛出去了，如果飛過來一個(gè)鉛球，你還敢用頭頂嗎？運(yùn)動(dòng)的物體能量有大有小，大小跟什么有關(guān)呢？ Powerpoint展示，學(xué)生思考 動(dòng)能的大小跟什么有關(guān)？請(qǐng)看下列兩個(gè)例子，思考影響動(dòng)能的因素。 例1：汶川大地震 印度洋板塊和亞洲板塊運(yùn)動(dòng)的速度非常慢，大概每年兩厘米的速度推進(jìn)，但當(dāng)他們相碰撞，產(chǎn)生的動(dòng)能可以毀掉整個(gè)汶川，影響整個(gè)四川。 例2：臺(tái)風(fēng) 臺(tái)風(fēng)是空氣的高速運(yùn)動(dòng)，空氣質(zhì)量其實(shí)很小，但空氣在氣壓梯度力的作用下能不斷加速，當(dāng)風(fēng)力達(dá)到12級(jí)以上，我們叫臺(tái)風(fēng)。一個(gè)中等能量的臺(tái)風(fēng)，它所蘊(yùn)含的動(dòng)能，相當(dāng)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(dòng)能跟什么有關(guān)？（引導(dǎo)提示：m、v） 師：那動(dòng)能到底跟m和v有什么關(guān)系呢？下面來看一個(gè)例子 Powerpoint展示，學(xué)生思考 光滑水平面上一物體原來靜止，質(zhì)量為m，此時(shí)動(dòng)能是多少？(因?yàn)槲矬w沒有運(yùn)動(dòng)，所以沒有動(dòng)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(gè)過程中外力做功多少？物體獲得了多少動(dòng)能？ 提示：外力做功 由于外力做功使物體得到動(dòng)能，所以就是物體獲得的動(dòng)能，這樣我們就得到了動(dòng)能與質(zhì)量和速度的定量關(guān)系： 物體的動(dòng)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(dòng)能，則計(jì)算動(dòng)能的公式為： 補(bǔ)充板書： 一、動(dòng)能 1、 定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量 2、動(dòng)能的大小：物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。 3、計(jì)算公式： 4、國(guó)標(biāo)單位：焦（J） Powerpoint展示，學(xué)生思考 (下面通過一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，加深同學(xué)對(duì)動(dòng)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(dòng)能：(除下列點(diǎn)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(yùn)動(dòng)，乙向南運(yùn)動(dòng)； ③物體甲做直線運(yùn)動(dòng)，乙做曲線運(yùn)動(dòng)；④物體甲的質(zhì)量是乙的一半。 在學(xué)生得出正確答案后總結(jié)：動(dòng)能是標(biāo)量，與速度方向無關(guān)；動(dòng)能與速度的平方成正比，因此速度對(duì)動(dòng)能的影響更大。 補(bǔ)充板書： 一、動(dòng)能 1、 定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量 2、動(dòng)能的大小：物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。 3、計(jì)算公式： 4、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位：焦（J） 5、動(dòng)能是標(biāo)量 Powerpoint展示水蒸汽燒手的例子，強(qiáng)調(diào)速度對(duì)動(dòng)能影響更大，注意平方 Powerpoint展示練習(xí) 1、一個(gè)人站在陽臺(tái)上，從陽臺(tái)邊緣以相同的速率v0分別把三個(gè)質(zhì)量相同的球豎直上拋、豎直下拋、水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則三球拋出時(shí)的動(dòng)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(gè)物體，若動(dòng)能相同則他們的速度相同（ ） （2）要使汽車動(dòng)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(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化時(shí)動(dòng)能不一定變化（ ） 答案：（1）錯(cuò) （2）錯(cuò) （3）對(duì) 師：功有正負(fù)兩種，正功使物體獲得動(dòng)能，負(fù)功使物體失去動(dòng)能。如果正負(fù)功同時(shí)存在那物體的動(dòng)能會(huì)怎么變化呢？ Powerpoint展示情景 將剛才推導(dǎo)動(dòng)能公式的例子改動(dòng)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(dá)到v2，如圖2，則此過程中，外力做功與動(dòng)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(duì)物體做的總功等于物體在這一運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能的變化。其中F與物體運(yùn)動(dòng)同向，它做的功使物體動(dòng)能增大；f與物體運(yùn)動(dòng)反向，它做的功使物體動(dòng)能減少。它們共同作用的結(jié)果，導(dǎo)致了物體動(dòng)能的變化。 將上述問題再推廣一步：若物體同時(shí)受幾個(gè)方向任意的外力作用，情況又如何呢？引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出正確結(jié)論并板書： 外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化，這個(gè)結(jié)論叫動(dòng)能定理。 板書： 二、動(dòng)能定理 1、內(nèi)容：外力對(duì)物體做的總功等于物體在這一運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能的變化 2、數(shù)學(xué)表達(dá)式： W：指總功，即各個(gè)力做功的代數(shù)和 :指初動(dòng)能 ：指末動(dòng)能 課本例題講解 Powerpoint展示習(xí)題 動(dòng)能定理的內(nèi)涵： 例1：關(guān)于功和物體動(dòng)能變化的關(guān)系，不正確的是（ ） A．有力對(duì)物體做功，物體動(dòng)能就會(huì)變化 B．合外力不做功物體的動(dòng)能就不變化 C．合外力做正功，物體的動(dòng)能就增加 D．所有外力做功的代數(shù)和為負(fù)值，物體的動(dòng)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(shí)刻起施加一個(gè)向右的水平力，經(jīng)過一段時(shí)間，物體的速度方向變?yōu)橛?，大小仍?m/s，則在這段時(shí)間內(nèi)水平力對(duì)物體所做的功為（ ） A．0 B、—8J C、—16J D、—32J 答案：A 運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)S=50m停止。g=10m/s2，則運(yùn)動(dòng)員為此消耗掉化學(xué)能為（ ） A．5000J B. 2500J C. 100J D. 無法確定 答案：C 對(duì)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(duì)物體做功12J B． 合外力對(duì)物體做功12J C． 合外力對(duì)物體做功2J D． 物體克服重力做功10J 答案：D 板書設(shè)計(jì)： 動(dòng)能 動(dòng)能定理 一、動(dòng)能 1、 定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量 2、動(dòng)能的大小：物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。 3、計(jì)算公式： 4、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位：焦（J） 5、動(dòng)能是標(biāo)量 二、動(dòng)能定理 1、內(nèi)容：外力對(duì)物體做的總功等于物體在這一運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能的變化 2、數(shù)學(xué)表達(dá)式： W：指總功，即各個(gè)力做功的代數(shù)和 :指初動(dòng)能 ：指末動(dòng)能