2017滬科版高中物理必修二3.3《動(dòng)能定理的應(yīng)用》word教案

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1、【課題】3.3動(dòng)能定理的應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)】1．比較完整地理解動(dòng)能定理所包含的物理意義2．學(xué)會(huì)靈活地計(jì)算外力做功3．學(xué)會(huì)地運(yùn)用動(dòng)能定理分析解決較復(fù)雜的物理問(wèn)題?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】1．把動(dòng)能定理恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用到具體的物理過(guò)程2．靈活地計(jì)算外力做功【教學(xué)過(guò)程】一、動(dòng)能定理的內(nèi)容及表達(dá)式（復(fù)習(xí)與加深）外力給物體做的功，就等于物體的動(dòng)能變化?；颉笸饬Γ褐杆型饬Γ饬o物體做的功指所有外力做功的代數(shù)和；◇根據(jù)合力的概念，所有外力給物體做的功必定等于物體所受合力給物體做的功?！筮@樣，我們確定外力做功的數(shù)值時(shí)，就有兩種思路。二、能定理應(yīng)用的思路動(dòng)能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、Ek等，在處理含有上述物理量

2、的力學(xué)問(wèn)題時(shí)，可以考慮使用動(dòng)能定理。由于只需從力在各段位移內(nèi)的功和這段位移始末兩狀態(tài)動(dòng)能變化去研究，無(wú)需注意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，又由于功和動(dòng)能都是標(biāo)量，無(wú)方向性，無(wú)論是對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)，計(jì)算都會(huì)特別方便。當(dāng)題給條件和設(shè)問(wèn)涉只及力和位移，而不涉及加速度和時(shí)間時(shí)，用動(dòng)能定理求解一般比用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解簡(jiǎn)便。用動(dòng)能定理還能解決一些用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式難以求解的問(wèn)題，如變力作用過(guò)程、曲線運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題。三、案例分析：1、研究汽車的制動(dòng)距離n案例[略見(jiàn)教材P.52]n問(wèn)題n（1）為什么汽車速率越大，制動(dòng)距離也越長(zhǎng)？由試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果可以看出制動(dòng)距離s與汽車速率v的平方成正比。[理論分

3、析]設(shè)汽車質(zhì)量為m,汽車所受阻力為v,則由動(dòng)能定理知∴∵m、f均不變，∴汽車速率v的平方成正比。n（2）汽車載上3名乘客，再做同樣的測(cè)試，制動(dòng)距離會(huì)有變化嗎？載上3名乘客m增大，同時(shí)f也增大，∵f=μN(yùn)=μmg，∴，即制動(dòng)距離s與汽車質(zhì)量無(wú)關(guān)；汽車速率v的平方成正比，因此汽車載上3名乘客，制動(dòng)距離不會(huì)有明顯變化。n（3）設(shè)汽車以60km/h的勻速率行駛的時(shí)候制動(dòng)，在表中填上制動(dòng)距離的近似值。由（1）中的或（2）中的均可知v=60km/h時(shí)，s=36m2、合力做功與動(dòng)能變化n案例[略見(jiàn)教材P.53]n閱讀P.54的解答。n進(jìn)一步理解正功、負(fù)功的意義。進(jìn)一步理解動(dòng)能定理。n試完成第二種思路的解法

4、：先由動(dòng)能定理求出合力，再由合力與阻力求出牽引力。3、由動(dòng)能定理計(jì)算變力做功n閱讀P.54～55四、應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟：(歸納理解)①確定研究對(duì)象和動(dòng)能定理應(yīng)用的物理過(guò)程。②分析物理過(guò)程，分析研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況，畫受力示意圖，及過(guò)程狀態(tài)草圖，明確各力做功情況，即是否做功，是正功還是負(fù)功。③找出研究過(guò)程中物體的初、末狀態(tài)的動(dòng)能（或動(dòng)能的變化量）④根據(jù)動(dòng)能定理建立方程，代入數(shù)據(jù)求解，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析、說(shuō)明或討論。典型例題例1如圖所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為R=0.8m，BC是水平軌道，長(zhǎng)S=3m，BC處的摩擦系數(shù)為μ=1/15，今有質(zhì)量m=1kg的物體，自A點(diǎn)從靜止起下滑

5、到C點(diǎn)剛好停止。求物體在軌道AB段所受的阻力對(duì)物體做的功?！窘馕觥课矬w在從A滑到C的過(guò)程中，有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三個(gè)力做功，WG=mgR，fBC=umg，由于物體在AB段受的阻力是變力，做的功不能直接求。根據(jù)動(dòng)能定理可知：W外=0，所以mgR-umgS-WAB=0即WAB=mgR-umgS=1×10×0.8-1×10×3/15=6(J)例2電動(dòng)機(jī)通過(guò)一條繩子吊起質(zhì)量為8kg的物體。繩的拉力不能超過(guò)120N，電動(dòng)機(jī)的功率不能超過(guò)1?200W，要將此物體由靜止起，用最快的方式將物體吊高90m（已知物體在被吊高90m以前已開(kāi)始以最大速度勻速上升），所需時(shí)間為多少？（g取10m/s

6、2）【解析】起吊最快的方式是：開(kāi)始時(shí)以最大拉力起吊，達(dá)到最大功率后維持最大功率起吊。在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度為m/s2=5m/s2，末速度?m/s=10m/s，上升時(shí)間s=2s，上升高度m=10m。在功率恒定的過(guò)程中，最后勻速運(yùn)動(dòng)的速度為m/s=15m/s，由動(dòng)能定理有，解得上升時(shí)間t2=5.75s。所以，要將此物體由靜止起，用最快的方式將物體吊高90m，所需時(shí)間為??t=t1+t2=2s+5.75s=7.75s。v0Ps0α【課后作業(yè)】1．練習(xí)與思考：課本P.55《家庭作業(yè)與活動(dòng)》1、2、3、42．書面作業(yè)：（1）如圖所示，斜面足夠長(zhǎng)，其傾角為α，質(zhì)量為m的滑塊，距擋板P為s0，以初速度

7、v0沿斜面上滑，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力，若滑塊每次與擋板相碰均無(wú)機(jī)械能損失，求滑塊在斜面上經(jīng)過(guò)的總路程為多少？（2）一個(gè)物體從斜面上高h(yuǎn)處由靜止滑下并緊接著在水平面上滑行一段距離后停止，測(cè)得停止處對(duì)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)處的水平距離為s，如圖，不考慮物體滑至斜面底端的碰撞作用，并設(shè)斜面與水平面對(duì)物體的動(dòng)摩擦因數(shù)相同．求動(dòng)摩擦因數(shù)μ．參考答案：（1）（2）