8.3动能和动能定理-2021-2022学年高一物理备课帮导学案（人教版2019必修第二册）

§8.3动能和动能定理 目标展示 〖教学目标〗 1.理解动能的概念，利用动能定义式进行计算； 2.理解动能定理表述的物理意义，并能进行相关分析与计算； 3.恒力作用下利用牛顿运动定律和功的公式推导动能定理； 4.理解恒力作用下的直线运动牛顿运动定律理与动能定理处理问题的异同点，体会对于变力作用、曲线运动动能定理解决问题的优越性。 〖核心素养〗 【物理观念】树立动能的观念，理解动能定理的表达式 【科学思维】培养学生的创造能力和创造性思维，培养学生演绎推理的能力。 【科学探究】通过探究外力对物体所做的功与物体动能的变化关系，学会获取知识与实验技能的方法。 【科学态度与责任】通过对动能和动能定理的演绎推理，使学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系。反映了自然界的真实美。 〖教学重点与难点〗 重点：理解动能定理，应用动能定理解决问题 难点：通过研究外力做功来推导得出动能定理的表达式 预习案 使用说明及学法指导（正确的方法会取得事半功倍的效果！） 1．首先明确“知识必备”中的两个知识点；然后再通读教材，查找资料，完成“教材助读”中的问题； 2．完成时间：20分钟。 知识必备（你准备好了吗？） 1． 合力做功 2． 运动学问题 教材助读（问题引领方向！） 1．如何应用动能定理解决动力学问题 2．动能定理的适用条件 预习检测（检测有助于查找存在的问题和不足！） 1.改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况下，汽车的动能各是原来的几倍？ A．质量不变，速度增大到原来的2倍 B．速度不变，质量增大到原来的2倍 C．质量减半，速度增大到原来的4倍 D．速度减半，质量增大到原来的4倍 2.把一辆汽车的速度从10km/h加速到20km/h，或者从50km/h加速到60 km/h，哪种情况做的功比较多？通过计算说明。 3.我们曾在第四章中用牛顿运动定律解答过一个问题：民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与底面的斜面，若斜面高3.2m，斜面长6.5m，质量为60kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240N，求人滑至底端时的速度大小，g取10m/s2。请用动能定理解答。 4.判一判 (1)速度大的物体动能也大． (×) (2)某物体的速度加倍，它的动能也加倍． (×) (3)合外力做功不等于零，物体的动能一定变化． (√) (4)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零． (×) (5)物体的动能增加，合外力做正功． (√) 我的疑问（发现问题比解决问题更重要！） 请将预习中未能解决的问题和疑问写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。 探究案 质疑探究（质疑解疑，合作探究） 探究点一：动能和动能定理的理解 例1.关于动能的理解，下列说法错误的是(　　) A．凡是运动的物体都具有动能 B．动能不变的物体，一定处于平衡状态 C．重力势能可以为负值，动能不可以为负值 D．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化 例2.下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是(　　) A.物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化 B.若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零 C.物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化 D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零 探究点二：动能定理的基本应用 例3.一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104 kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移 l 达到 2.5×103m 时，速度达到起飞速度 80 m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的。g 取10 m/s2 ，求飞机平均牵引力的大小。 针对训练1.质量为8g的子弹，以300m/s的速度射入厚度为5cm的固定木板（图8.3-5），射穿后的速度是100m/s。子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大？ 规律总结（知识提炼，浓缩精华） （1）应用动能定理解题的一般步骤 ① 明确研究对象，明确运动过程。 ②分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况，然后求各个力做功的代数和:W总 ③明确始末状态初动能Ek1 ，末动能Ek2 根据动能定理列出方程: W总＝Ek2—Ek1 ④根据动能定理列方程求解并检验。 （2）合力对物体做功等于物体动能变化量，合力做正功，物体动能增加；合力做负功，物体动能减少。 探究点三：应用动能定理求解多过程问题 例4.人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320 N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的质量为50 kg，g取10 m/s2 ， cos 37°＝0.8。 求：（1）重物刚落地时的速度是