人教版必修二7.7《万有引力定律》WORD教案9

人教版必修二7.7《万有引力定律》WORD教案9

课题：动能和动能定理 学习目标：‎ ‎1．知道动能的符号、单位和表达式；‎ ‎2．能从牛顿第二定律和运动学公式推导动能定理；‎ ‎3．理解动能定理，领会动能定理解题的过程；‎ ‎4．会用动能定理解决变力做功和曲线运动的问题。‎ 学习重点：‎ ‎1．学会运用动能定理解决问题的步骤；‎ ‎2．会用动能定理处理变力做功和曲线运动的问题。‎ 教学过程：‎ 任务一：动能的表达式 ‎[问题1]：如图所示，质量为m的物体在一水平恒力F的作用下，在光滑水平面上运动位移l时，速度由v1变为v2，推导出力F对物体做功的表达式。（用m、v1 、v2 表示）。‎ 动能的表达式 ，单位 ，“标量”还是“矢量”。‎ 思考与讨论一：1．重力势能有正负，动能是否也有正负？‎ ‎2．速度变化时，动能是否一定变化？动能不变时速度一定不变吗？‎ 任务二：动能定理 ‎[问题2]情景1：质量为‎1kg的物体，在f=2N的摩擦力的作用下在水平面上运动‎3m 后,速度从‎４m/s变为‎2m/s.‎ 情景2：静止置于粗糙水平面上的‎1kg的物体，在水平拉力作用下匀加速前进，水平拉力F=2N，动摩擦因数为0.1，物体在该力作用下运动了‎2m ，速度从０变为‎２m/s.‎ 情景3：质量为‎1kg的物体,在F=7N平行于斜面的拉力的作用下，沿倾角为37°光滑斜面向上运动了‎2m ，速度从０变为‎２m/s.‎ 拉力做的功 摩擦力(或重力)做的功 合力做的功 物体动能变化 情景1‎ 情景2‎ 情景3‎ 根据问题1和问题2你能得到什么结论： ‎ ‎ 。‎ 动能定理的表达式： ，各字母代表的物理量是 ‎ ‎ 。‎ 对动能定理进行点拨：‎ 思考与讨论二：1．合外力对物体做正功时，物体的动能如何变化？做负功的时候呢？‎ ‎2．物体的动能不变说明物体受到的合外力为零吗？‎ 任务三：动能定理的应用：‎ 动能定理是通过物体在恒力力作用下并且做直线运动时得到的规律，那么对于变力做功和曲线运动的问题也同样可以利用动能定理解决。这就是动能定理比牛顿定律的应用更具有广泛性。‎ 阅读课本P67、68页的例题1和2，仿照例题完成下列题目。‎ 例1：总质量m=1.0×‎106kg的火车从静止开始出站，所受阻力恒定为1.0×105N．当行驶的速度为‎36km/h时，前进的距离为‎1km，试计算此过程中的牵引力的大小。‎ 例2：在平直的公路上，一辆汽车正以‎20m/s的速度匀速行驶；因前方出现事故，司机立即刹车，直到汽车停下，已知汽车的质量为3.0×‎103kg，刹车时汽车所受的阻力为1.5×104N，求汽车向前滑行的距离。‎ 点拨提升：‎ 运用动能定理解题的步骤：‎ 达标作业 课堂基础训练 ‎1．质量一定的物体（ ）‎ A．速度发生变化时，动能一定发生变化 B．速度发生变化时，动能不一定发生变化 C．速度不变时，其动能一定不变 D．动能不变时，速度一定不变 ‎2．两个物体质量比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比（ ）‎ A．1∶1 B．1∶‎4 ‎ ‎ C．4∶1 D．2∶1‎ ‎3．下列说法中，正确的是 ( )‎ A．物体受到的合力为零,则合力对物体做的功一定为零 ‎ B．合力对物体做的功为零,则物体受到的合力为零 C．物体的动能不变，说明物体所受合力的功为零 D．物体的动能不变，说明物体所受的合力一定为零 ‎4．1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为‎173kg，运动速度为‎7.2km/s，它的动能是多大？‎ ‎5．起重机钢索吊着m=1.0×‎103 kg的物体以a=‎2 m/s2的加速度竖直向上提升了‎5 m，钢索对物体的拉力做的功为多少？物体的动能增加了多少？（g=‎10 m/s2）‎ 课后能力提升 ‎6．下面有关动能的说法正确的是（ ）‎ A．物体只有做匀速运动时，动能才不变 B．物体做平抛运动时，水平方向速度不变，动能不变 C．物体做自由落体运动时，重力做功，物体的动能增加 D．物体做匀速圆周运动，是变速运动，所以其动能也改变 ‎ ‎7．一质量为‎2kg的滑块，以‎4m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为‎4m/s，在这段时间里水平力做的功为( )‎ A．0 B．8 J ‎ C．16 J D．32 J ‎8．一个质量为‎25 kg的小孩从高度为‎3.0 m的弧形滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为‎2.0 m/s.取g=‎10 m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（ ）‎ A．支持力做功50 J ‎ B．克服阻力做功500 J C．重力做功750 J ‎ D．合外力做功50 J ‎ ‎9．物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图所示.下列表述正确的是（ ）‎ A．在0～1 s内，合外力做正功 B．在0～2 s内，合外力总是做负功 C．在1 s ～2 s内，合外力不做功 D．在0～3 s内，合外力总是做正功 ‎10．质量‎1kg的小球从‎20m高处由静止落下，阻力恒定，落地时速度为‎16m/s，则阻力的大小是多少？‎ ‎11．质量m=‎10kg的物体，静止在光滑水平面上，先受到F1=30N的水平推力作用移动距离s1=‎5m，然后再对物体施加一个与F1方向相反，大小F2=10N的水平阻力作用，物体继续向前移动距离s2=‎4m，试求物体的末速度．‎ ‎12．如图所示，物体置于倾角为37°的斜面的底端，在恒定的沿斜面向上的拉力的作用下，由静止开始沿斜面向上运动。F大小为2倍物重，斜面与物体的动摩擦因数为0.5，求物体运动‎5m时速度的大小。（g=‎10m/s2） ‎ 动能定理补充和例题训练 题型1 用动能定理解决变力做功和曲线运动问题 例1：质量为M的跳水运动员从高为H的跳台上以速率v1跳起,入水时速率为v2,则跳起时运动员做多少功?在从跳水到入水平过程中,空气阻力做的功是多少?‎ 例2：质量为3000t的火车，以额定功率自静止出发，所受阻力恒定，经过103 s行驶‎12 km达最大速度vmax=‎72 km/h，试分析：‎ ‎（1）火车运动性质；‎ ‎（2）火车的额定功率；‎ ‎（3）运动中所受阻力。‎ 例3：质量为的物体由圆弧轨道顶端从静止开始释放，如图所示， A为轨道最低点，A与圆心O在同一竖直线上，已知圆弧轨道半径为R，运动到A点时，物体对轨道的压力大小为2.5，求此过程中物体克服摩擦力做的功。（提示：此过程重力做功为mgR）‎ 题型2．动能定理对多过程的分析 例4： 质量m=lkg的物体静止在高为h=‎4m的水平桌面上，物体与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2．现对物体施加一个水平推力F，F=20N．F推物体在位移s1=‎4m时撤去F，物体又滑行s=‎1m飞出桌面．求：物体落在水平地面上时的速度大小．(g取‎10m/s2)‎ 题型3．用动能定理求解路程 例5：一小球自h=‎2m的高度由静止释放，与地面碰撞后反弹的高度为3h/4．设碰撞时没有动能的损失，小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变，且以后每碰撞地面一次弹起的高度为碰前高度的3/4．求：‎ ‎（1）小球受到的空气阻力是重力的多少倍?‎ ‎（2）小球运动的总路程．‎ 达标作业 ‎1．质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球小球受到空气的阻力作用，设在某一时刻小球通过轨道的最低点。此时绳子的拉力为7mg，此后小球继续做圆周运动，恰好到达最高点，在这过程中小球克服空气阻力作的功为（ ）‎ A． B． ‎ C． D．mgR ‎2．如图所示，水平传送带A、B间距离为‎10m，以恒定的速度‎1m/s匀速传动。现将一质量为‎0.2 kg的小物体无初速放在A端，物体与传送带间滑动摩擦系数为0.5，g取‎10m/s2，则物体由A运动到B的过程中传送带对物体做的功为（ ）‎ A．零 B．10J C．0.1J ‎ D．除上面三个数值以外的某一值 ‎3．如下图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度运动. 已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为L，子弹进入木块的深度为s.若木块对子弹的阻力为恒定的f，则下列关系式中正确的是 ( )‎ A．fL=M B．fs=m C．fs=m－(m+M)‎ D．f(L+s)=m－m ‎4．某人用脚踢地上的质量为‎1kg的足球，使其以‎4m/s的速度飞行了‎8m，求该人对足球所做的功？‎ ‎5．用拉力F使一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动s，拉力F跟木箱前进的方向的夹角为α，木箱与冰道间的动摩擦因数为μ，求：木箱获得的速度？‎ ‎6．一质量为m的小球系在一根长为L的细绳的一端，在细绳的作用下，沿着竖直平面做圆周运动，小球恰能通过最高点，求小球通过最低点时的速度为多少？‎ ‎7．一个人站在‎15米高的台上，以的速度抛出一个‎0.4kg的物体。求：‎ ‎（1）人对物体所做的功。‎ ‎（2）物体落地时的速度。‎ ‎8．质量为m的小球从离泥塘高H处由静止落下，不计空气阻力，落在泥塘上又深入泥塘后停止，如图所示 ，求小球在泥塘中运动时所受平均阻力多大?‎ ‎9．质量为m的球由距地面高为h处无初速下落， 运动过程中空气阻力恒为重力的0.2倍，球与地面碰撞时无能量损失而向上弹起，球停止后通过的总路程是多少?‎ ‎10．一辆汽车质量为m，从静止开始起动，沿水平面前进了s米后，就达到了最大行驶速度vm，设汽车的牵引功率保持不变，所受阻力为车重的k倍，求：‎ ‎①汽车的牵引功率 ‎②汽车从静止到开始匀速运动所需的时间。‎ ‎11．如图所示，光滑的水平面AB与光滑的半圆形轨道相接触，直径BC竖直，圆轨道半径为R一个质量为m的物体放在A处，AB=2R，物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动，当物体运动到B点时撤去水平外力之后，物体恰好从圆轨道的定点C水平抛出，求水平力？‎ ‎ ‎ ‎12．如图所示，AB和CD是半径为R=‎1m的1／4圆弧形光滑轨道，BC为一段长‎2m的水平轨道质量为‎2kg的物体从轨道A端由静止释放，若物体与水平轨道BC间的动摩擦因数为0.1．求：‎ ‎(1)物体第1次沿CD弧形轨道可上升的最大高度；‎ ‎(2)物体最终停F来的位置与B点的距离