8.3.1 动能和动能定理 教学设计 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章 机械能守恒定律 课时8.3.1 动能和动能定律 1、 教材分析 本节的重点是理解动能定律的精髓，本节是进一步理解功能关系的重要支撑，是本章的重点。通过前几节的学习，学生已经认识到某个力对物体做功就一定对应着某种能量的变化。通过本节课的学习，使学生对功是能量转化的量度有进一步的理解，拓展求功的思路，充分利用功能关系处理问题是本节要研究的内容。 2、 学情分析 通过前面的学习学生对功与能的关系已经有了初步的理解，例如重力做功会改变物体的重力势能，弹力做功会改变物体的弹性势能等。学生初步经历从感性认识到理性认识，从定性分析到定量分析和计算。但是对于模型建立、情景分析、创新应用有待加强。 3、 教学目标 1.知道动能的概念及定义式，会比较、计算物体的动能。 2.理解动能定理的推导过程、含义及适用范围，并能灵活应用动能定理分析问题。 3.掌握利用动能定理求变力的功的方法。 4、 重难点 重点：1.理解动能定理的推导过程、含义及适用范围，并能灵活应用动能定理分析问题。 2.掌握利用动能定理求变力的功的方法 难点：1.理解动能定理的推导过程、含义及适用范围，并能灵活应用动能定理分析问题。 2.掌握利用动能定理求变力的功的方法 5、 授课内容 （一）动能 1.定义：物体由于运动而具有的能。 2.公式：Ek=mv2。 3.单位：焦耳，1 J=1 N·m=1 kg·m2/s2。 4.标矢性：标量。 【典例1】对于一定质量的物体，以下说法中正确的是 (　　 ) A.动能变化，速度一定改变 B.速度变化，动能一定变化 C.动能不变，速度一定不变 D.速度不变，动能可能改变 【变式1】如图，建筑工地经常使用偏心轮。偏心轮主要由飞轮和配重组成，配重的质量为m=6 kg(配重可视为质点)，到轮轴的距离为r=20 cm。若某时刻飞轮转动的角速度为ω=10 rad/s，则此时配重的动能为 (　　 ) A.36 J　　　　　B.48 J　　　　　C.72 J　　　　　D.144 J （二）动能定理 1.内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 2.表达式：W=Ek2-Ek1=mv22 - mv12。 3.适用范围 a.动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 b.动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功。 c.力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用。 【典例1】人骑自行车下坡，坡长l=500 m，坡高h=8 m，人和车总质量为100 kg，下坡时初速度为4 m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s，重力加速度g取10 m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为 (　　 ) A.-400 J　　　　　　　　　B.-50 000 J C.-3 800 J　　　　　　　　　D.-4 200 J 【典例2】如图所示，运动员把静止在位置1的质量为m的足球踢出，足球在空中到达的最高点为位置2，距地高度为h，在最高点时速度为v，落地点为位置3，足球可视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是 (　　 ) A.运动员踢球时对足球做功mgh+mv2 B.从位置1到位置2，足球重力做功mgh C.足球刚离开位置1时的动能大于mgh+mv2 D.足球即将落至位置3时速度为零 【典例3】幼儿园的小朋友滑滑梯时，三个小朋友分别沿图中A、B、C三条不同的路径从滑梯的顶端滑到底端。设三位小朋友的重力相同，比较三者的下滑过程，下列说法正确的是 (　　 ) A.到达底端的速率一定相同 B.克服摩擦力做功一定相等 C.沿路径C下滑时到达底端的速率最大 D.沿三条不同路径下滑时重力做的功一定相等 【变式1】如图所示，人通过滑轮将质量为m的物体，沿粗糙的斜面由静止开始匀加速由底端拉上斜面，物体上升的高度为h时，速度为v。重力加速度为g，则在此过程中 (　　 ) A.物体所受合力做的功等于mgh+mv2 B.物体所受合力做的功等于mv2 C.人的拉力做的功等于mgh+mv2 D.人的拉力做的功小于mgh+mv2 【变式2】如图所示，质量为m的物块(可视为质点)与水平转台间的动摩擦因数为μ，物块与转轴相距R，物块随转台由静止开始转动。当转速增至某一值时，物块即将在转台上滑动，此时转台匀速转动。在这一过程中，摩擦力对物块做的功是(重力加速度为g，物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (　D　 ) A.0　 B.2μmgR　 C.2πμmgR　 D. 【变式3】如图所示，一同学分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到顶端，在此过程中，关于F1、F2、F3做的功和平均功率的大小关系，下列说法正确的是 (　　 ) A.P1=P2=P3