人教版高中物理必修二动能和动能定理优质教案

一、要求与目标：

1、 理解动能的的概念，会用动能的定义进行计算。

2、 理解动能定理，知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算。 3、 理解动能定理的推导过程。

4、 会用动能定理解决力学问题，知道用动能定理解题的步骤。 二、重点与难点：

1、动能的概念；动能定理及其应用。 2、对动能定理的理解。 三教学过程：

（一）①请同学们欣赏几个课件，这些课件有什么共同特点呢？ 学生的回答是：这些物体均在运动， ②哪这些物体具有能吗？

归纳：我们把这些运动物体具有的能叫物体的“动能” ③哪么物体的动能与哪些因素有关呢？ 例题1、如图有一质量为m的物体放在粗糙的水平面上，物体在运动过程中受到的摩擦力为f，当物体受到恒力F（F＞f）作用从速度V0增加到V时，物体运动合力做功为多大？ f F f F S

Ff22 由运动学公式得到VV02as m2(Ff)s22 代入得到：VV0

m1122 整理得到：mVmV0(Ff)s

2212 我们将：mV=Ek，叫物体的动能。(Ff)s=W合，叫合外力做功。

212（二）、认识动能：EK=mV 动能不仅与物体的质量有关，还与物体的速度平方有关；

2解：物体运动中的加速度为：

a它是一个标量，仅有大小而没有方向。如一个物体以4m/s速度从A点运动过后又以4m/s的速度返回A点，两次过A点时物体的动能大小相等。 动能的单位是：“J” 有：1kg.m2/s2=1J

例题1、改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生改变，在下列情况下，汽车的动能各是原来的几倍。

A、质量不变，速度增大为原来的2倍； B、速度不变，质量增大为原来的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。 （三）动能定理： 1、 在物理上我们将

11mV2mV02(Ff)s 叫动能定理，它反映的是物体合外力做22功与物体动能变化量之间的关系。

当合外力做正功时，末动能大于初动能，其动能增加。

当合外力做负功时，末动能小于初动能，其动能减小。 当合外力做功等于零时，物体的动能不变。

例题：一物体做变速运动时，下列说法正确的是 （ BD ）

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

2、理解：（1）动能的变化量：ΔEK=

11mV2mV02 22 仅决定于初末位置,与过程无关.。

（2）合外力做功：W合=F合S

例题：如图所示，质量为m的物体受到与水平方向成θ的恒力F作用下从静止开始运动，物体在运动过程中受到的阻力恒为f，当物体运动S位移时，其运动的速度为多大？

F F

f f θ θ

S

解：先对物体受力分析，然后求出物体的合外力，W合=（Fcosθ—f）S ，再运用动能定理：(Fcosf)S12mv 求出相应的速度v值. 2 (情况二):：当物体受到的合外力在确定的过程中变化时，则只能将力分开求。即先对物体进行受力分析，然后求出每个力分别做的功，再根据功是标量，确定力做的是正功还是负功。 即W合=W1+W2+W3+·······

例题：在粗糙的水平面上，质量为m的物体受到的阻力恒为f，物体从静止开始受恒力F作用下运动，当物体运动S位移时撤去F，问物体在这个水平面上最多还能运动多远？

f f F F

S S1？

解：在起始到结束的过程中，由于力F仅作用了一段距离，所以若用W合=F合S显然不能求出其合外力，应该先求出F和f各自做的功，特别要注意是做正功还是做负功。

∴W合=WF—Wf=FS—f（S+S1） 运用动能定理W合1212mvmv0 22 得到S1（Ff）fS

四：动能定理的应用：

从刚才解题的过程中可以看出，在应用动能定理时一定要明确对“谁”用动能定理。 对“哪个物体”和“哪个过程”，这一点是我们物理学解题的基本思路， 所以运用动能定理解题时，我们要注意两点：

① 明确研究对象（对谁运用动能定理）

② 明确研究过程（对哪个过程运用动能定理）

只有明确了这两步，我们才能放心地去运用动能定理解题了。

例题1、一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为S=5.3×102m，达到起飞速度V=60m/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是收音机重力的0.02倍 （K=0.02），求收音机受到的牵引力F。 分析： 研究对象：飞机

研究过程：从静止→起飞（V=60m/s）

1212mvmv0 2212 具体表达：(Ff)Smv

2 适用公式：动能定理：W合mv2kmg1.8104N 得到牵引力：F2S 详细书写板书过程，要有：文字说明，原始公式，重要的演算过程及数据代入，最后不能忘了单位。

例题2：有一长为L的木块，质量为M，静止地放在光滑的水平面上，现有一质量为m的子弹（可视为质点）以初速度v0入射木块，若在子弹穿出木块的过程中，木块发生的位移为S，求子弹射出木块后，木块和子弹的速度分别为多大？（设子弹在木块中受到的阻力恒为f） 分析：（1）研究对象：子弹 研究过程：从子弹开始入射木块（v0）到子弹射出木块（v）时为止

1212mvmv0 221212 具体代入：f(SL)mvmv0

22 应用动能定理：W合 可以求出相应的v值。

（2）研究对象：木块

研究过程：从子弹开始入射木块（0）到子弹射出木块（V）时为止

应用动能定理：W合 具体代入：fS11mV2mV02 221MV2 2 可以求出相应的V值。

2、动能定理不仅适用于恒力做功，而且还适用于变力做功或瞬时力做功。

例题：如图所示，质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F时，转动半径为R，当拉力逐渐减小到了F/4时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R，则外力对物体所做的功为多大？ 分析，这个外力使物体从半径为R变为2R，但我们可以看出其力F是一个变力，所以这是一个变力做功的问题。 研究的对象是：物体

研究的过程是：从小球半径为R到小球半径为2R。 适用的公式是：W合1212mvmv0 222mv0 当物体在F力作用下其匀速圆周运动的半径为R时，有F

R 得到：

121mv0FR 22mv21 同理当物体在F/4力作用下其匀速圆周运动的半径为2R时，有F

42R 得到：

121mvFR 241212111mvmv0=FRFRFR 22244

代入：外力F做功为W=W合

练习：

练习：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？

解：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-h1)，所以动能定理写为：

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＝Ek2-Ek1)

(4)求解方程、分析结果