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高一物理教案:动能定理的应用

来源:101教育网整理 2015-05-14 字体大小: 分享到:

一、教学目的:1、复习掌握动能定理的内容。2、灵活运用动能定理处理多过程问题。3、利用动能定律求变力的功。
二、重点难点:1、物理过程的分析。2、物体受力情况分析及各力做功情况分析。
三、教学方法:练习、讨论、讲授
四、教学过程:
1.复习提问:乒乓球在与地面反复的碰撞过程中,所通过的总路程如何计算最方便呢?这个问题虽然用牛顿定律结合运动学公式可以解决,但过程较复杂。我们在踢足球时,如何求解踢球过程中,我们的脚对足球所做的功呢?人的脚在与足球接触中这个力是变化的,我们无法直接用公式W=Fscosα来计算对足球所做的功。如果能知道力对足球所做的功跟足球动能变化的关系,就能很方便地解决这个问题了。那么,外力对物体做的功跟物体动能的变化有什么关系呢?动能定理就给出了它们之间定量的关系。
提问1:动能定理的基本内容是什么?(外力对物体所做的总功,等于物体动能的变化)
提问2:动能定理的表达式是怎样的?是标量式还是矢量式?(W合=EK2-EK1,是标量式)
提问3:如何理解动能定理?动能定理的解题步骤是怎样的?
动能定理可以由牛顿定律推导出来,原则上讲用动能定律能解决物理问题都可用牛顿定律解决,但在处理动力学问题中,若用牛顿第二定律和运动学公式来解,则要分阶段考虑,且必须分别求每个阶段中的加速度和末速度,计算较繁琐。但是,我们用动能定理来解就比较简捷。本节课就研究动能定理解决某些动力学问题的优越性。
2.进行新课:
(1)应用动能定理求变力的功。
例题1、AB为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长S=3m,BC处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。(答案:6J)   (先让学生自己做一做,然后老师再给予点拔)
归纳小结:如果我们所研究的问题中有多个力做功,其中只有一个力是变力,其余的都是恒力,而且这些恒力所做的功比较容易计算,研究对象本身的动能增量也比较容易计算时,用动能定理就可以求出这个变力所做的功。
(2)应用动能定理简解多过程问题。
例2:,斜面足够长,其倾角为α,质量为m的滑块,距挡板P为S0,以初速度V0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求:○1滑块将向上作什么样的运动?○2求滑块第一次到较高点时经过的路程?○3求滑块在斜面上经过的总路程为多少?
略解:在滑动过程中,克服摩擦力做功,其机械能不断减少;又因为滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,所以最终会停在斜面底端。
思考:1.若物体初速度方向沿斜面向下,此题应如何解答?2.若物体初速度方向向上,滑块所受摩擦力大于滑块沿斜面方向的重力分力,物体运动情况如何变化?3.若未给定初速度方向,但给定滑块所受摩擦力大于滑块沿斜面方向的重力分力,本题应如何去分析?
强调:答题一定要仔细审题,题中条件变了,物理情景会发生本质变化,对此审题定要慎重!
巩固练习:从地面H高处落下一小球,小球在运动过程中所受的空气阻力是它重力的k(k<1)倍,而小球与地面相碰后,能以相同大小的速率反弹,求:(1)小球第一次与地面碰撞后,能够反弹起的最大高度是多少?(2)小球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程是多少?
思路点拨:先据题意作出过程示意图,分析受力及运动情况,然后据动能定理列方程即可。
略解:(1)mg(H-h)-kmg(H+h)=0 (2)mgH-kmgS=0
归纳小结:物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),此时可以分段考虑,也可以对全过程考虑,但如能对整个过程利用动能定理列式则使问题简化。
3.课堂小结:(1)应用动能定理求变力的功:如果我们所研究的问题中有多个力做功,其中只有一个力是变力,其余的都是恒力,而且这些恒力所做的功比较容易计算,研究对象本身的动能增量也比较容易计算时,用动能定理就可以求出这个变力所做的功。(2)应用动能定理解多过程问题:物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),此时可以分段考虑,也可以对全过程考虑,但如能对整个过程利用动能定理列式则使问题简化。
4.课外练习:
如图3所示,人拉着绳的一端由A走到B,使质量为m的物体匀速上升,已知A、B两点的水平距离为S,求人做物体做的功?

标签: 物理 摩擦力 牛顿第二定律 (责任编辑: 101教育小编 )
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