动能定理教案通用4篇
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动能和动能定理教案【第一篇】
一、教学目标
(一)知识与技能
1、理解什么是动能;
2、知道动能公式Ek12mv,会用动能公式进行计算;
23、理解动能定理及其推导过程,会用动能定理分析、解答有关问题。
(二)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,培养学生分析问题的能力。
(三)情感目标
培养学生对科学研究的兴趣
二、重点难点
重点:本节重点是对动能公式和动能定理的理解与应用。 难点:动能定理中总功的分析与计算在初学时比较困难,应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。
通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解,让学生对功、能关系有更全面、深刻的认识。
三、教具
投影仪与幻灯片若干。 多媒体教学演示课件
四、教学过程 1.引入新课
初中我们曾对动能这一概念有简单、定性的了解,在学习了功的概念及功和能的关系之后,我们再进一步对动能进行研究,定量、深入地理解这一概念及其与功的关系。 2.内容组织
(1)什么是动能?它与哪些因素有关?(可请学生举例回答,然后总结作如下板书) 物体由于运动而具有的能叫动能,它与物体的质量和速度有关。
举例:运动物体可对外做功,质量和速度越大,动能就越大,物体对外做功的能力也越强。所以说动能表征了运动物体做功的一种能力。
(2)动能公式
动能与质量和速度的定量关系如何呢?我们知道,功与能密切相关。因此我们可以通过做功来研究能量。外力对物体做功使物体运动而具有动能。
下面研究一个运动物体的动能是多少?
如图:光滑水平面上一物体原来静止,质量为m,此时动能是多少?(因为物体没有运动,所以没有动能)。
在恒定外力F作用下,物体发生一段位移s,得到速度v,这个过程中外力做功多少?
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物体获得了多少动能?
v212mv 外力做功W=Fs=ma×
2a2由于外力做功使物体得到动能,所以动能与质量和速度的定量关系:
用Ek表示动能,则计算动能的公式为:Ek12mv就是物体获得的动能,这样我们就得到了212mv。即物体的动能等于它的质量跟2它的速度平方的乘积的一半。
由以上推导过程可以看出,动能与功一样,也是标量,不受速度方向的影响。它在国际单位制中的单位也是焦耳(J)。一个物体处于某一确定运动状态,它的动能也就对应于某一确定值,因此动能是状态量。
下面通过一个简单的例子,加深同学对动能概念及公式的理解。 试比较下列每种情况下,甲、乙两物体的动能:(除下列点外,其他情况相同) ① 物体甲的速度是乙的两倍; ② 物体甲向北运动,乙向南运动; ③ 物体甲做直线运动,乙做曲线运动; ④ 物体甲的质量是乙的一半。
总结:动能是标量,与速度方向无关;动能与速度的平方成正比,因此速度对动能的影响更大。
(3)动能定理 ①动能定理的推导
将刚才推导动能公式的例子改动一下:假设物体原来就具有速度v1,且水平面存在摩擦力f,在外力F作用下,经过一段位移s,速度达到v2,如图2,则此过程中,外力做功与动能间又存在什么关系呢?
外力F做功:W1=Fs 摩擦力f做功:W2=-fs 外力做的总功为:
2v2v121212W总=Fsfsmamv2mv1Ek2Ek1Ek
2a22可见,外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量。其中F与物体运动同向,它做的功使物体动能增大;f与物体运动反向,它做的功使物体动能减少。它们共同作用的结果,导致了物体动能的变化。
问:若物体同时受几个方向任意的外力作用,情况又如何呢?引导学生推导出正确结论并板书:
外力对物体所做的总功等于物体动能的增加,这个结论叫动能定理。
用W总表示外力对物体做的总功,用Ek1表示物体初态的动能,用Ek2表示末态动能,则动能定理表示为:W总=Ek2Ek1Ek
②对动能定理的理解
动能定理是学生新接触的力学中又一条重要规律,应立即通过举例及分析加深对它的理解。
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a.对外力对物体做的总功的理解
有的力促进物体运动,而有的力则阻碍物体运动。因此它们做的功就有正、负之分,总功指的是各外力做功的代数和;又因为W总=W1+W2+„=F1·s+F2·s+„=F合·s,所以总功也可理解为合外力的功。
b.对该定理标量性的认识 因动能定理中各项均为标量,因此单纯速度方向改变不影响动能大小。如匀速圆周运动过程中,合外力方向指向圆心,与位移方向始终保持垂直,所以合外力做功为零,动能变化亦为零,并不因速度方向改变而改变。
c.对定理中“增加”一词的理解
由于外力做功可正、可负,因此物体在一运动过程中动能可增加,也可能减少。因而定理中“增加”一词,并不表示动能一定增大,它的确切含义为未态与初态的动能差,或称为“改变量”。数值可正,可负。
d.对状态与过程关系的理解
功是伴随一个物理过程而产生的,是过程量;而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。
(4)例题讲解或讨论
主要针对本节重点难点——动能定理,适当举例,加深学生对该定理的理解,提高应用能力。
例1.一物体做变速运动时,下列说法正确的是( ) A.合外力一定对物体做功,使物体动能改变 B.物体所受合外力一定不为零
C.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变 D.物体加速度一定不为零
此例主要考察学生对涉及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解。只要考虑到匀速圆周运动的例子,很容易得到正确答案B、D。
例2.在水平放置的长直木板槽中,一木块以米/秒的初速度开始滑动。滑行米后速度减为米/秒,若木板槽粗糙程度处处相同,此后木块还可以向前滑行多远?
此例是为加深学生对负功使动能减少的印象,需正确表示动能定理中各物理量的正负。解题过程如下:
设木板槽对木块摩擦力为f,木块质量为m,据题意使用动能定理有:
-fs1=Ek2-Ek1, 即-f·4=-fs2=0-Ek2, 即-fs2=-
1m(42-62) 21
2m4 2二式联立可得:s2=米,即木块还可滑行米。
此题也可用运动学公式和牛顿定律来求解,但过程较繁,建议布置学生课后作业,并比较两种方法的优劣,看出动能定理的优势。
例3.如图,在水平恒力F作用下,物体沿光滑曲面从高为h1的A处运动到高为h2的B处,若在A处的速度为vA,B处速度为vB,则AB的水平距离为多大?
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可先让学生用牛顿定律考虑,遇到困难后,再指导使用动能定理。
A到B过程中,物体受水平恒力F,支持力N和重力mg的作用。三个力做功分别为Fs,0和-mg(h2-hl),所以动能定理写为:
122m(vBvA) 2m122(vBvA)〕解得 s〔g(h2h1)
F2Fs-mg(h2-h1)=从此例可以看出,以我们现在的知识水平,牛顿定律无能为力的问题,动能定理可以很方便地解决,其关键就在于动能定理不计运动过程中瞬时细节。
通过以上三例总结一下动能定理的应用步骤: (1)明确研究对象及所研究的物理过程。
(2)对研究对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些力的功的代数和。 (3)确定始、末态的动能。(未知量用符号表示),根据动能定理列出方程
W总=Ek2Ek1
(4)求解方程、分析结果
我们用上述步骤再分析一道例题。
例4.如图所示,用细绳连接的A、B两物体质量相等,A位于倾角为30°的斜面上,细绳跨过定滑轮后使A、B均保持静止,然后释放,设A与斜面间的滑动摩擦力为A受重力的倍,不计滑轮质量和摩擦,求B下降1米时的速度大小。
让学生自由选择研究对象,那么可能有的同学分别选择A、B为研究对象,而有了则将A、B看成一个整体来分析,分别请两位方法不同的学生在黑板上写出解题过程:
解法一:对A使用动能定理 Ts-mgs·sin30°-fs=对B使用动能定理(mg—T)s =
1
2mv 212
mv 且f = 2三式联立解得:v=米/秒
解法二:将A、B看成一整体。(因二者速度、加速度大小均一样),此时拉力T为内力, 求外力做功时不计,则动能定理写为:
mgs-mgs·sin30°-fs=f =
1
2·2mv 2第4页
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解得:v=米/秒
可见,结论是一致的,而方法二中受力体的选择使解题过程简化,因而在使用动能定理时要适当选取研究对象。
3.课堂小结
1.对动能概念和计算公式再次重复强调。
2.对动能定理的内容,应用步骤,适用问题类型做必要总结。
3.通过动能定理,再次明确功和动能两个概念的区别和联系、加深对两个物理量的理解。
五、板书设计
§ 动能 动能定理
1、动能计算式:Ek12mv
22、动能定理表示为:W总=Ek2Ek1Ek
外力对物体所做的总功等于物体动能的增加,这个结论叫动能定理。用W总表示外力对物体做的总功,用Ek1表示物体初态的动能,用Ek2表示末态动能。
六、教学后记
动能定理教案【第二篇】
一、教学目标
1. 知识与技能:
理解动能的概念,掌握动能公式,知道动能的单位是焦耳。
掌握动能定理及其表达式,理解动能定理的物理意义,能进行相关分析与计算。
深化理解外力对物体做功与动能变化的关系,知道动能定理的解题步骤。
2. 过程与方法:
通过推导动能定理的表达式,提升演绎推理能力。
掌握恒力作用下动能定理的推导,理解变力作用下动能定理解决问题的优越性。
3. 情感态度与价值观:
体会物理之间的紧密联系,提高科学的严谨性。
感受数学语言对物理过程描述的简洁美。
二、教学重难点
1. 重点:
动能公式和动能定理的理解与应用。
恒力作用下动能定理的推导及其物理意义。
2. 难点:
动能定理的推导过程及其揭示的功与能的关系。
三、教学准备
投影仪与幻灯片若干,包含动能、做功、动能定理等关键概念和公式的展示。
实验器材(可选),如小球、斜面、弹簧等,用于演示动能定理的实际应用。
四、教学过程
1. 导入新课
回顾初中所学的动能概念,引导学生思考动能与哪些因素有关。
提问:什么是动能?动能与哪些因素有关?请举例说明。
2. 新课讲解
讲解动能的概念和公式,说明动能是标量,是状态量,其大小与物体的质量和速度的平方成正比。
推导动能定理的表达式,解释动能定理的物理意义,即外力对物体所做的总功等于物体动能的变化量。
讲解动能定理的解题步骤,包括确定研究对象、分析受力情况、确定初末状态动能、列式求解等。
3. 案例分析
选择典型的动能定理应用案例进行分析,如小球沿斜面下滑、弹簧振子的振动等。
引导学生根据动能定理进行分析和计算,加深对动能定理的理解和应用。
4. 课堂练习
设计相关练习题,让学生运用动能定理进行求解,巩固所学知识。
针对学生易错点进行重点讲解和强调。
5. 课堂小结
总结本节课所学内容,强调动能定理的重要性和应用。
布置课后作业,巩固和拓展所学知识。
五、教学反思
回顾本节课的教学过程,总结成功之处和需要改进的地方。
思考如何更好地激发学生的学习兴趣和思维,提高教学效果。
针对学生在课堂上的表现和作业完成情况,进行个别指导和辅导。
动能和动能定理教案【第三篇】
一。教学目标
1.知识目标
(1) 理解什么是动能; (2) 知道动能公式Ek12mv,会用动能公式进行计算; 2(3) 理解动能定理及其推导过程,会用动能定理分析、解答有关问题。 2.能力目标
(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,培养学生分析问题的能力。 3.情感目标
培养学生对科学研究的兴趣
二。重点难点
重点:本节重点是对动能公式和动能定理的理解与应用。
难点:动能定理中总功的分析与计算在初学时比较困难,应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。
通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解,让学生对功、能关系有更全面、深刻的认识。
三。教具
投影仪与幻灯片若干。 多媒体教学演示课件
四。教学过程
1.引入新课
初中我们曾对动能这一概念有简单、定性的了解,在学习了功的概念及功和能的关系之后,我们再进一步对动能进行研究,定量、深入地理解这一概念及其与功的关系。
2.内容组织
(1)什么是动能?它与哪些因素有关?(可请学生举例回答,然后总结作如下板书) 物体由于运动而具有的能叫动能,它与物体的质量和速度有关。
举例:运动物体可对外做功,质量和速度越大,动能就越大,物体对外做功的能力也越强。所以说动能表征了运动物体做功的一种能力。
(2)动能公式
动能与质量和速度的定量关系如何呢?我们知道,功与能密切相关。因此我们可以通过做功来研究能量。外力对物体做功使物体运动而具有动能。
下面研究一个运动物体的动能是多少?
如图:光滑水平面上一物体原来静止,质量为m,此时动能是多少?(因为物体没有运动,所以没有动能)。
在恒定外力F作用下,物体发生一段位移s,得到速度v,这个过程中外力做功多少?物体获得了多少动能?
v212mv 外力做功W=Fs=ma×
2a2由于外力做功使物体得到动能,所以动能与质量和速度的定量关系:
用Ek表示动能,则计算动能的公式为:Ek它的速度平方的乘积的一半。
由以上推导过程可以看出,动能与功一样,也是标量,不受速度方向的影响。它在国际单位制中的单位也是焦耳(J)。一个物体处于某一确定运动状态,它的动能也就对应于某一确定值,因此动能是状态量。
下面通过一个简单的例子,加深同学对动能概念及公式的理解。
试比较下列每种情况下,甲、乙两物体的动能:(除下列点外,其他情况相同) ① 物体甲的速度是乙的两倍;
② 物体甲向北运动,乙向南运动; ③ 物体甲做直线运动,乙做曲线运动;
④ 物体甲的质量是乙的一半。
总结:动能是标量,与速度方向无关;动能与速度的平方成正比,因此速度对动能的影响更大。
(3)动能定理
12mv就是物体获得的动能,这样我们就得到了212mv。即物体的动能等于它的质量跟2①动能定理的推导
将刚才推导动能公式的例子改动一下:假设物体原来就具有速度v1,且水平面存在摩擦力f,在外力F作用下,经过一段位移s,速度达到v2,如图2,则此过程中,外力做功与动能间又存在什么关系呢?
外力F做功:W1=Fs 摩擦力f做功:W2=-fs 外力做的总功为:
2v2v121212W总=Fsfsmamv2mv1Ek2Ek1Ek
2a22可见,外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量。其中F与物体运动同向,它做的功使物体动能增大;f与物体运动反向,它做的功使物体动能减少。它们共同作用的结果,导致了物体动能的变化。
问:若物体同时受几个方向任意的外力作用,情况又如何呢?引导学生推导出正确结论并板书:
外力对物体所做的总功等于物体动能的增加,这个结论叫动能定理。
用W总表示外力对物体做的总功,用Ek1表示物体初态的动能,用Ek2表示末态动能,则动能定理表示为:W总=Ek2Ek1Ek
②对动能定理的理解
动能定理是学生新接触的力学中又一条重要规律,应立即通过举例及分析加深对它的理解。
a.对外力对物体做的总功的理解
有的力促进物体运动,而有的力则阻碍物体运动。因此它们做的功就有正、负之分,总功指的是各外力做功的代数和;又因为W总=W1+W2+„=F1·s+F2·s+„=F合·s,所以总功也可理解为合外力的功。
b.对该定理标量性的认识
因动能定理中各项均为标量,因此单纯速度方向改变不影响动能大小。如匀速圆周运动过程中,合外力方向指向圆心,与位移方向始终保持垂直,所以合外力做功为零,动能变化亦为零,并不因速度方向改变而改变。
c.对定理中“增加”一词的理解 由于外力做功可正、可负,因此物体在一运动过程中动能可增加,也可能减少。因而定理中“增加”一词,并不表示动能一定增大,它的确切含义为未态与初态的动能差,或称为“改变量”。数值可正,可负。
d.对状态与过程关系的理解
功是伴随一个物理过程而产生的,是过程量;而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。
(4)例题讲解或讨论
主要针对本节重点难点——动能定理,适当举例,加深学生对该定理的理解,提高应用能力。
例1.一物体做变速运动时,下列说法正确的是(
) A.合外力一定对物体做功,使物体动能改变 B.物体所受合外力一定不为零
C.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变 D.物体加速度一定不为零
此例主要考察学生对涉及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解。只要考虑到匀速圆周运动的例子,很容易得到正确答案B、D。
例2.在水平放置的长直木板槽中,一木块以米/秒的初速度开始滑动。滑行米后速度减为米/秒,若木板槽粗糙程度处处相同,此后木块还可以向前滑行多远?
此例是为加深学生对负功使动能减少的印象,需正确表示动能定理中各物理量的正负。解题过程如下:
设木板槽对木块摩擦力为f,木块质量为m,据题意使用动能定理有: -fs1=Ek2-Ek1, 即-f·4=-fs2=0-Ek2, 即-fs2=-
12
2m(4-6) 212
m4 2二式联立可得:s2=米,即木块还可滑行米。
此题也可用运动学公式和牛顿定律来求解,但过程较繁,建议布置学生课后作业,并比较两种方法的优劣,看出动能定理的优势。
例3.如图,在水平恒力F作用下,物体沿光滑曲面从高为h1的A处运动到高为h2的B处,若在A处的速度为vA,B处速度为vB,则AB的水平距离为多大?
可先让学生用牛顿定律考虑,遇到困难后,再指导使用动能定理。
A到B过程中,物体受水平恒力F,支持力N和重力mg的作用。三个力做功分别为Fs,0和-mg(h2-hl),所以动能定理写为:
122m(vBvA) 2m122(vBvA)〕解得
s〔g(h2h1)
F2Fs-mg(h2-h1)=从此例可以看出,以我们现在的知识水平,牛顿定律无能为力的问题,动能定理可以很方便地解决,其关键就在于动能定理不计运动过程中瞬时细节。
通过以上三例总结一下动能定理的应用步骤: (1)明确研究对象及所研究的物理过程。
(2)对研究对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些力的功的代数和。 (3)确定始、末态的动能。(未知量用符号表示),根据动能定理列出方程
W总=Ek2Ek1
(4)求解方程、分析结果 我们用上述步骤再分析一道例题。
例4.如图所示,用细绳连接的A、B两物体质量相等,A位于倾角为30°的斜面上,细绳跨过定滑轮后使A、B均保持静止,然后释放,设A与斜面间的滑动摩擦力为A受重力的倍,不计滑轮质量和摩擦,求B下降1米时的速度大小。
让学生自由选择研究对象,那么可能有的同学分别选择A、B为研究对象,而有了则将A、B看成一个整体来分析,分别请两位方法不同的学生在黑板上写出解题过程:
解法一:对A使用动能定理 Ts-mgs·sin30°-fs=
1
2mv 2对B使用动能定理(mg—T)s =三式联立解得:v=米/秒
12
mv
且f = 2解法二:将A、B看成一整体。(因二者速度、加速度大小均一样),此时拉力T为内力, 求外力做功时不计,则动能定理写为:
mgs-mgs·sin30°-fs=f = 解得:v=米/秒
可见,结论是一致的,而方法二中受力体的选择使解题过程简化,因而在使用动能定理时要适当选取研究对象。
3.课堂小结
1.对动能概念和计算公式再次重复强调。
2.对动能定理的内容,应用步骤,适用问题类型做必要总结。
3.通过动能定理,再次明确功和动能两个概念的区别和联系、加深对两个物理量的理解。
动能定理教案【第四篇】
一、教学目标
1. 知识与技能:
掌握动能定理的基本概念及其表达式。
理解动能定理的物理意义,能应用动能定理解决简单的动力学问题。
了解动能定理与牛顿运动定律在处理问题时的差异及适用情况。
2. 过程与方法:
通过推导动能定理的表达式,培养学生的演绎推理能力。
通过对动能定理的应用练习,提升学生的问题分析和解决能力。
3. 情感态度与价值观:
体会物理学中的能量守恒观念,增强对物理学规律的理解。
培养学生尊重科学、尊重事实,养成按科学规律办事的习惯。
二、教学重难点
1. 教学重点:
动能定理的概念、表达式及物理意义。
动能定理的应用,包括动能定理与牛顿运动定律在处理问题时的比较。
2. 教学难点:
动能定理的推导过程。
理解和应用动能定理解决实际问题。
三、教学准备
投影仪与幻灯片。
黑板与粉笔。
相关的例题和练习题。
四、教学过程
1. 导入新课
简要回顾动能的概念和表达式,引出动能定理的教学。
提出问题:物体在受到外力作用时,其动能如何变化?这种变化与哪些因素有关?
2. 讲授新课
推导动能定理:首先通过受力分析和运动分析,推导出外力对物体做功与物体动能变化的关系式,即动能定理。
讲解动能定理的物理意义:动能定理揭示了外力对物体做功与物体动能变化之间的定量关系,是能量守恒定律在力学中的具体体现。
对比动能定理与牛顿运动定律:分析两者在处理动力学问题时的差异及适用情况,使学生明确动能定理在解决某些问题时具有的优势。
3. 例题讲解
选择典型的例题,详细讲解如何应用动能定理解题,包括受力分析、运动分析和列式求解等步骤。
引导学生总结解题方法和技巧,加深对动能定理的理解和掌握。
4. 课堂练习
安排适量的课堂练习,让学生尝试应用动能定理解决实际问题。
巡视指导,及时纠正学生的错误思路和解法。
5. 课堂小结
总结本节课的主要内容和重点难点。
强调动能定理在解决动力学问题时的应用价值和重要性。
6. 布置作业
布置适量的课后作业,巩固学生对动能定理的理解和掌握。
鼓励学生在日常生活中寻找与动能定理相关的现象和问题,尝试用所学知识进行解释和分析。
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