動能定理教案
目標:1。知道動能定義及其原因;理解動能定理含義
2.初步學會應用動能定理解決簡單問題;了解學習動能定理的必要性
3.在師生共同解決問題的過程中滲透科學思想和科學方法
重點:動能定理的應用
難點:理解動能定義的原因;動能定理的推導
教法:教師引導下的學生自主探究
教學過程:
一.引入
由能源問題引出動能概念,動能大小由什么因素決定? 在城市道路上行駛的轎車與在高速道路上行駛的轎車,哪個動能大?100米比賽時運動員的動能與飛行的子彈的動能,哪個大?質量為5kg的鉛球離手時的速度為了10m/s,鉛球離手時的動能是多少?
二.探究:
質量為m的物體靜止在光滑水平桌面上,在水平拉力作用下發生一段位移,獲得一定的速度。試完成下列表格:
2
思考一:若情景一中,物體在外力F作用下再移動位移S,則物體速度的變化量、速度平方的變化量與前一段過程相同嗎?
——速度的變化量不同,但速度平方的變化量相同。
由上述研究可知:水平拉力做的功,與 物體速度平方的變化量 成正比。這與上節課實驗探究得到的結論是一致的。
即 W=m
2(v2?v1)=22m2v2-2m2v1 2
思考二:我們為什么要研究功這個物理量?其意義是什么?我們該如何定義動能比較合適? 動能定義:物體質量與速度平方乘積的一半叫作物體的動能。
思考三:若情景一中,水平面不光滑(摩擦力大小為f),則水平拉力做的功還等于物體動能的變化嗎?為什么?
——不等,因為還有摩擦力做負功。
水平拉力做的功與摩擦力做的功之和與物體的動能變化相等嗎?
動能定理:合外力對物體做的總功等于物體動能的變化。
三:應用
例一: 如圖,質量m=5kg的木塊靜止在固定斜面的底端,在平行于斜面的恒定拉力F作用下沿斜面向上運動,至斜面中點時撤去拉力F,木塊恰好能運動至斜面頂端。已知木塊與斜面間的動摩擦因數μ=23
5。則拉力F
若斜面長L=1.76m,則撤去拉力時木塊速度多大?
思考:本題用牛頓運動定律和運動學公式
能解嗎?若能,哪種方法更簡單? 例二:如圖所示,質量為m的小球用長L的細線懸掛,將
小球從圖中位置(細線偏離豎直方向的夾角為θ)靜止釋放。
(1)若空氣阻力不計,則小球運動到最低點的速度多大?
(2)若小球運動到虛線右側的最大偏角為α(α<θ) ,
則運動中小球克服空氣阻力做的功是多少?
思考:本題用牛頓運動定律和運動學公式能解嗎? 四:小結
通過本節課的的學習,你對人類探索自然規律的過程有怎樣的體驗和認識?
五:作業
1.靜止在水平地面、質量為m的物體,在水平恒力F作用下運動距離S1后,撤去F,物體
又滑行距離S2后停止。試分別應用牛頓運動定律及運動學公式和應用動能定理兩種方法求
物體與地面間的動摩擦因數。并將兩種求法作一比較。
2.質量為2t的汽車以恒定功率40kw從靜止開始運動,經12s達到最大速度20m/s。試求汽車從起動到達到最大速度的距離S。本題應用牛頓定律及運動學公式能解嗎?
3.裝有防抱死系統的汽車在緊急制動時其制動力的大小是一定的。試用所學知識分析說明載重貨車超速、超載行駛的危害。