高中物理必修2教案与课件7-7动能和动能定理

1、 第 1 页 -年年 月月 日日课课 题题7.7 动能和动能定理动能和动能定理课课 型型新授课（新授课（2 课时）课时）教教 学学 目目 标标知识与技能1使学生进一步理解动能的概念，掌握动能的计算式2结合教学，对学生进行探索研究和科学思维能力的训练3理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题过程与方法1运用演绎推导方式推导动能定理的表达式2理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法情感、态度与价值观通过动能定理的演绎推导感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣教学重点、难点教学重点、难点教学重点动能定理及其应用 教学难点对动能定理的理解和应用教教 学学 方方 法法 探究、讲授、讨论、练习探究、讲授、讨论、练习教教 学学 手手 段段教具准备多媒体、导轨、物块(或小球两个)第 2 页 -教教 学学 活活 动动新课导入新课导入师：在前几节我们学过，当力对一个物体做功的时候一定对应于某种能量形式 的变化，例如重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能 的变化，本节来探究寻找动能的表达式在本章“1追寻守恒量”中，已经知道物 体由于运动而具有的能叫做动能，大家先猜想一

2、下动能与什么因素有关?生：应该与物体的质量和速度有关 我们现在通过实验粗略验证一下物体的动能与物体的质量和速度有什么样的关 系 (实验演示或举例说明实验演示或举例说明)让滑块让滑块 A 从光滑的导轨上滑下，与静止的木块月相碰，推动木块做功从光滑的导轨上滑下，与静止的木块月相碰，推动木块做功师：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到什么现象师：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到什么现象?生：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，生：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远， 对木块做的功多对木块做的功多师：说明什么问题师：说明什么问题?生：高度越大，滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外生：高度越大，滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外 做功的本领越强，说明物体由于运动而具有的能量越多做功的本领越强，说明物体由于运动而具有的能量越多师：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到什么现象师：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到什么现象?生：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得生：

3、让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得 远，对木块做的功多远，对木块做的功多师：说明什么问题师：说明什么问题?生：相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以对外做功的本领不同，生：相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以对外做功的本领不同， 是因为物体的质量不同，在速度相同的情况下，质量越大，物体对外做功的能力越是因为物体的质量不同，在速度相同的情况下，质量越大，物体对外做功的能力越 强，也就是说物体由于运动而具有的能量越多强，也就是说物体由于运动而具有的能量越多师：那么把这个问题总结一下，得出的结论是什么呢师：那么把这个问题总结一下，得出的结论是什么呢?新课教学新课教学实验探究影响小球动能大小的因素有哪些? 准备三个小球，其中两个质量相同，第三个质量大一些让学生回顾初中的实验。让学生回顾初中的实验。一、动能的表达式一、动能的表达式 生(回答刚才的问题，总结实验结论)：物体的质量越大，速度越大，它的动能 就越大 师：那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢师：那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢?我们来看这样一个我们来看这样一个 问题

4、问题(投影展示课本例题，学生讨论解决问题，独立完成推导过程投影展示课本例题，学生讨论解决问题，独立完成推导过程) 设物体的质量为设物体的质量为 m，在与运动方向相同的恒定外力，在与运动方向相同的恒定外力 F 的作用下发生一段位移的作用下发生一段位移 L，速度由，速度由 Vl增大到增大到 V2，如图，如图 572 所示试用牛顿运动定律和运动学公式，推所示试用牛顿运动定律和运动学公式，推 导出力导出力 F 对物体做功的表达式对物体做功的表达式(投影展示学生的推导过程，让学生独立完成推导过程投影展示学生的推导过程，让学生独立完成推导过程)学学 生生 活活 动动第 3 页 -师：刚才这位同学推导得很好，最好是在推导过程中加上必要的文字说明，这 样就更完美了这个结论说明了什么问题呢?生：从生：从 W= 这个式子可以看出，这个式子可以看出， “”很可能是一个具有很可能是一个具有2 12 221 21mvmv 2 21mv特定意义的物理量，因为这个物理量在过程终了时和过程开始时的差，正好等于力特定意义的物理量，因为这个物理量在过程终了时和过程开始时的差，正好等于力对物体做的功，所以对物体做的功，所以

5、“”就应该是我们寻找的动能的表达式就应该是我们寻找的动能的表达式 2 21mv师(鼓励)：这位同学总结得非常好，我们都要向他学习，我们在上一节课的实 验探究中已经表明，力对初速度为零的物体所做的功与物体速度的平方成正比，这 也印证了我们的想法。所以动能应该怎样定义呢?生：在物理学中就用生：在物理学中就用这个物理量表示物体的动能，用符号这个物理量表示物体的动能，用符号 Ek表示表示,Ek=2 21mv2 21mv师：动能是矢量还是标量师：动能是矢量还是标量?生：动能和所有的能量一样，是标量生：动能和所有的能量一样，是标量师：国际单位制中，动能的单位是什么师：国际单位制中，动能的单位是什么?生：动能的单位和所有能量的单位一样，是焦耳，符号生：动能的单位和所有能量的单位一样，是焦耳，符号 J师：师：1970 年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为 173 kg，运动速度为，运动速度为 72 kms，它的动能是多大，它的动能是多大?生：根据计算可以得到我国发射的第一颗人造地球卫星正常运转的动能是生：根据计算可以得到我国发射的第一颗人造地球卫星正常运转的动能

6、是 448X109J师：为了比较，我们再看这样一个例子；质量为师：为了比较，我们再看这样一个例子；质量为 50 kg、运动速度为、运动速度为 8ms 的的 同学在跑步中的动能是多少同学在跑步中的动能是多少?生：通过计算我们可以知道这位同学具有的动能是生：通过计算我们可以知道这位同学具有的动能是 16X103J师：如果这些能量全部转化为电能，能够使师：如果这些能量全部转化为电能，能够使 100W 的灯正常工作多长时间的灯正常工作多长时间?生：可以使生：可以使 100W 的电灯正常工作的电灯正常工作 16s师：我们知道，重力势能和弹簧的弹性势能都与相对位置有关，那么动能有没师：我们知道，重力势能和弹簧的弹性势能都与相对位置有关，那么动能有没 有相对性呢有相对性呢?生：动能也应该有相对性，它与参考系的选取有关。生：动能也应该有相对性，它与参考系的选取有关。师：以后再研究这个问题时，如果不加以特别的说明，都是以地面为参考系来师：以后再研究这个问题时，如果不加以特别的说明，都是以地面为参考系来 研究问题的大家再看这样一个例子：父亲和儿子一起溜冰，父亲的质量是研究问题的大家再看这样一个例子：父亲和

7、儿子一起溜冰，父亲的质量是 60 kg， 运动速度为运动速度为 5 ms，儿子的质量是，儿子的质量是 30 kg，运动速度为，运动速度为 8ms，试问父亲和儿子谁，试问父亲和儿子谁 具有的动能大具有的动能大?生生 1：当然是父亲的动能大了：当然是父亲的动能大了师：你是怎样得出这个结论的呢师：你是怎样得出这个结论的呢?生生 l：质量大动能就大：质量大动能就大生生 2：根据计算，儿子的动能要大于父亲的动能：根据计算，儿子的动能要大于父亲的动能 师师(语重心长语重心长)：我们计算问题一定不要想当然，这样很容易出现错误，一定要有：我们计算问题一定不要想当然，这样很容易出现错误，一定要有 根据，分析问题要全面根据，分析问题要全面第 4 页 -课堂训练课堂训练1质量一定的物体( )A.速度发生变化时，其动能一定变化 B.速度发生变化时，其动能不一定变 化C.速度不变时其动能一定不变 D.动能不变时，其速度一定不变2下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是( )A甲的速度是乙的 2 倍，乙的质量是甲的 2 倍B甲的质量是乙的 2 倍，乙的速度是甲的 2 倍C甲的质量是乙的 4 倍，乙的速度是甲的

8、2 倍D质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动参考答案 1 BC 2CD 二二动能定理动能定理师：有了动能的表达式后，前面我们推出的师：有了动能的表达式后，前面我们推出的 W,就可以写成就可以写成2 12 221 21mvmv WEk2Ek1=，其中，其中 Ek2表示一个过程的末动能表示一个过程的末动能，Ek1表示一个过程的表示一个过程的2 21mv2 221mv初动能初动能2 121mv师：上式表明什么问题呢师：上式表明什么问题呢?请你用文字叙述一下请你用文字叙述一下 生：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生：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 师：这个结论叫做动能定理师：这个结论叫做动能定理 师：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的师：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的 W 表示什么意义表示什么意义? 生：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的生：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的 W 表示的意义是合力做的功表示的意义是合力做的功 师：那么，动能定理更为一般的叙述方法是什么呢师：那么，动能定理更为一般的叙述方

9、法是什么呢? 生：合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生：合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 师：结合生活实际，举例说明。师：结合生活实际，举例说明。 生生 1：上一节课做实验探究物体速度与力做功之间的关系时，曾经采用的一种：上一节课做实验探究物体速度与力做功之间的关系时，曾经采用的一种 方法是平衡摩擦力，实际上这时小车受到的橡皮筋的拉力就等于物体所受的合力方法是平衡摩擦力，实际上这时小车受到的橡皮筋的拉力就等于物体所受的合力 生生 2：如果物体匀速下落，那么物体的动能没有发生变化，这时合力是零，所：如果物体匀速下落，那么物体的动能没有发生变化，这时合力是零，所 以合力做的功就是零以合力做的功就是零 生生 3：例如，一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速运动速：例如，一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速运动速 度越来越大，动能越来越大这个过程中是牵引力和阻力都做功，牵引力做正功，度越来越大，动能越来越大这个过程中是牵引力和阻力都做功，牵引力做正功， 阻力做负功，牵引力和阻力的合力做了多少功，飞机的动能就变化了多少阻力做负功，牵引力和阻力的合力做了多少功，飞机的动能就变化了多少 师：合力做的功应该怎样求解呢师：合力做的功应该怎样求解呢?我们经常用什么方法求解合力做的功我们经常用什么方法求解合力做的功? 生：合力做功有两种求解方法，一种是先求出物体受到的合力再求合力做的生：合力做功有两种求解方法，一种是先求出物体受到的合力再求合力做的 功，一种方法是先求各个力做功，然后求各个力做功的代数和功，一种方法是先求各个力做功，然后求各个力做功的代数和 师：刚才我们推导出来的动能定理，我们是在物体受恒力作用且

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