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动能和动能定理

动能和动能定理. 教材分析. 1. 本节内容利用理论推导与实验探究相结合的方法，揭示了做功与动能变化之间的关系，既深化了对功的概念的理解，又拓展了求功的思路 . 2. 本节内容承上启下，综合运用力学知识的同时，为后续的机械能守恒定律和功能关系的学习打下基础. 内容整合. 1. “ 探究功与速度变化的关系”编写意图是通过探究得出动能跟速度的关系 , 即动能的表达式 . 但只能得出 E k 跟 v 2 成正比 , 需要进一步从理论上研究 , 所以可与“动能和动能定理”的合并进行教学设计 .

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动能和动能定理

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Presentation Transcript

  1. 动能和动能定理

  2. 教材分析 1.本节内容利用理论推导与实验探究相结合的方法，揭示了做功与动能变化之间的关系，既深化了对功的概念的理解，又拓展了求功的思路. 2.本节内容承上启下，综合运用力学知识的同时，为后续的机械能守恒定律和功能关系的学习打下基础.

  3. 内容整合 1. “探究功与速度变化的关系”编写意图是通过探究得出动能跟速度的关系,即动能的表达式.但只能得出Ek跟v2成正比,需要进一步从理论上研究,所以可与“动能和动能定理”的合并进行教学设计. 2.课本上实验是探究变力做功与速度变化的关系,但实验较难控制.也可改为探究恒力做功跟速度变化的关系.建议如果采用后一种方案放在理论探究之前,采用前一种方案放在理论探究之后.

  4. 教学目标 1体会探究功与速度变化关系实验的思想方法; 2.知道“单元功”概念,会测量小车的速度; 3.理解处理实验数据寻找W与v的方法; 4.会从牛顿第二定律推导出动能表达式和动能定理; 5.理解动能的概念和动能定理的物理意义.理解做功的过程就是能量转化和转移的过程; 6.会用动能定理解相关问题,领会运用动能定理解题的优越性; 7.知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动情景,能用动能定理计算变力的功.

  5. 教学重点和难点 教学重点 1.探究功与速度变化关系实验的思想方法; 2.动能概念,动能定理及其物理意义; 3.动能定理的应用. 教学难点 1.探究探究功与速度变化关系; 2.动能定理的应用.

  6. 教学方案(一) 提出问题:动能与哪些因素有关 实验探究:W与v变化的关系 Wv2 动能概念 理论探究:功与动能变化 动能定理 恒力做功 解决问题:动能定理应用 变力做功 曲线运动

  7. 教学方案(二) 提出问题:动能与哪些因素有关 动能概念 理论探究:功与动能变化 动能定理 恒力做功 解决问题:动能定理应用 变力做功 曲线运动 实验探究:W与EK变化的关系 W=EK

  8. 课题引入 1.在“追寻守恒量”中,我们以知道物体由于运动而具有的能量叫动能. 物体的动能可能跟什么因素有关? 2.功决定了能量的变化,怎样通过功研究动能的变化?

  9. 实验探究:功与速度变化关系 提供器材:打点计时器、重锤、刻度尺、长木板、小车、电源, 怎样通过功研究动能的变化? 问题与讨论: 1.小车受哪些力?怎样测量合力的功?是否需要测量力的大小? (力不变而位移改变,W=Fl) 2.怎样测小车的对应不同位移时的速度? 3.怎样研究功W与速度v的关系? 4.本实验测速度还有哪些方法?

  10. 数据处理 作W-v、 W-v2图象.(l-v2) 1.有条件可用Excel进行数据处理. 2.也可以做W-v2图象.(v2-l)

  11. 理论研究: 功与速度变化关系 在粗糙的水平面上有质量为m的物体, 在水平恒力F的作用下, 在发生位移l的过程中, 速度由v1变为v2, 设物体受到的阻力为Ff.怎样研究功合力的功W与物体速度变化的关系? Fav变化

  12. 1. 式中 与v有关，因而它与动能有关，而且与v2成正比，这实验探究结果相一致. 2. 始末状态的 之差与功相等，而功是能量变化的量度. 因而，可以把这一特殊物理意义的物理量定义为物体的动能. 引导得出: 动能和动能定理

  13. 思考 在粗糙的水平面上有质量为1kg的物体，在力的作用下从A点运动到B点,速度由v1变为v2 ，在此过程中 1.若v1 =2m/s， v2 =5m/s .则物体的动能变化Ek2-Ek1 =，合外力做的功W = . 2.若v1 =5m/s， v2 =3m/s. 则物体的动能变化Ek2-Ek1 =，合外力做的功W = . 理解正功与负功的物理意义 1.W>0，动能增加,动能变化为正. 2.W<0，动能减少,动能变化为负.

  14. 问题与讨论 民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面，若斜面高3.2m,斜面长6.5m,质量60kg的人沿斜面滑下时受的阻力是240N,分别用牛顿运动定律和动能定理求人滑到底端时的速度. 1.强调解题步骤及规范； 2.在不涉及时间因素，也不需要求加速度的问题，运用动能定理进行分析往往会体现出很好的优越性.

  15. 问题与讨论 如果民航客机机舱的紧急出口连接一段高为3.2m 的曲面，质量60kg的人滑到底端时的速度为3.0 m/s.能否求这一过程中克服阻力的功? 知识和方法的迁移:学生借助已有微元法，能够推理得出:把曲面分解为很多个小斜面，结论是动能定理对曲线运动也成立. 把动能定理由匀变速直线推广到曲面、非匀变速运动. 青出于蓝而胜于蓝

  16. 问题与练习 质量为m=2kg的物块,放在高h=2 m的平台上,在水平推力F=10N作用下由静止开始运动,物块与平台间动摩擦因数=0.2.当滑块滑行s1=5m时撤去F,继续滑行s2=5m后飞出平台,不计空气阻力.求 (1)物块离开平台时速度的大小; (2)物块落地时速度的大小; 解多过程问题的优越性

  17. 实验探究:变力做功与动能变化关系 提供器材:打点计时器、刻度尺、橡皮筋、长木板、小车、钉子、电源. 怎样通过功研究动能的变化?

  18. 实验探究:变力做功与动能变化关系 问题与讨论: 1.该实验需要测量哪些物理量? 2.怎样测量橡皮筋对小车做的功? 3.是否需要测出橡皮筋做功的具体数值?(位移不变而力改变,W=Fl.单元功的思想) 4.每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？ 5.怎样测小车获得的速度? 6.小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法克服其影响？(平衡摩擦力或气垫导轨) 7.怎样研究功W与Ek的关系?

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