3[1]3《動能定理的應用》教學設(shè)計1（滬科版必修2）

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1、【課 題】 3.3動能定理的應用 【教學目標】 1．比較完整地理解動能定理所包含的物理意義 2．學會靈活地計算外力做功 3．學會地運用動能定理分析解決較復雜的物理問題。 【教學重難點】 1．把動能定理恰當?shù)貞玫骄唧w的物理過程 2．靈活地計算外力做功 【教學過程】 一、動能定理的內(nèi)容及表達式（復習與加深） 外力給物體做的功，就等于物體的動能變化。 或 ◇外力：指所有外力，外力給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。 ◇這樣，我們確定外力做

2、功的數(shù)值時，就有兩種思路。 二、能定理應用的思路 動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的力學問題時，可以考慮使用動能定理。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)動能變化去研究，無需注意其中運動狀態(tài)變化的細節(jié)，又由于功和動能都是標量，無方向性，無論是對直線運動或曲線運動，計算都會特別方便。 當題給條件和設(shè)問涉只及力和位移，而不涉及加速度和時間時，用動能定理求解一般比用牛頓第二定律和運動學公式求解簡便。用動能定理還能解決一些用牛頓第二定律和運動學公式難以求解的問題，如變力作用過程、曲線運動等問題。 三、案例分析： 1、研究汽車的制動距

3、離 n 案例 [略見教材P.52] n 問題 n （1）為什么汽車速率越大，制動距離也越長？ 由試驗測試結(jié)果可以看出制動距離s與汽車速率v的平方成正比。 [理論分析]設(shè)汽車質(zhì)量為m,汽車所受阻力為v,則由動能定理知 ∴ ∵ 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，再做同樣的測試，制動距離會有變化嗎？ 載上3名乘客m增大，同時f也增大，∵f=μN=μmg，∴ ，即制動距離s與汽車質(zhì)量無關(guān)；汽車速率v的平方成正比，因此汽車載上3名乘客，制動距離不會有明顯變化。 n

4、（3）設(shè)汽車以60km/h的勻速率行駛的時候制動，在表中填上制動距離的近似值。 由（1）中的或（2）中的均可知v=60km/h時，s=36m 2、合力做功與動能變化 n 案例 [略見教材P.53] n 閱讀P.54的解答。 n 進一步理解正功、負功的意義。進一步理解動能定理。 n 試完成第二種思路的解法：先由動能定理求出合力，再由合力與阻力求出牽引力。 3、由動能定理計算變力做功 n 閱讀P.54～55 四、應用動能定理解題的一般步驟：(歸納理解) ① 確定研究對象和動能定理應用的物理過程。 ② 分析物理過程，分析研究對象在運動過程中的

5、受力情況，畫受力示意圖，及過程狀態(tài)草圖，明確各力做功情況，即是否做功，是正功還是負功。 ③ 找出研究過程中物體的初、末狀態(tài)的動能（或動能的變化量） ④ 根據(jù)動能定理建立方程，代入數(shù)據(jù)求解，對結(jié)果進行分析、說明或討論。 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點從靜止起下滑到C點剛好停止。求物體在軌道AB段所受的阻力對物體做的功。 【解析】物體在從A滑到C的過程中，有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三個力做功，WG=mgR，fBC=umg，由于物體在AB

6、段受的阻力是變力，做的功不能直接求。根據(jù)動能定理可知：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 電動機通過一條繩子吊起質(zhì)量為8kg的物體。繩的拉力不能超過120N，電動機的功率不能超過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以前已開始以最大速度勻速上升），所需時間為多少？（g取10 m/s2） 【解析】 起吊最快的方式是：開始時以最大拉力起吊，達到最大功率后維持最大功率起吊。 在勻加速運動過程中，加速度為m/s2=5 m/s2， 末速度 ?

7、m/s=10m/s， 上升時間 s=2s， 上升高度 m=10m。 在功率恒定的過程中，最后勻速運動的速度為 m/s=15m/s， 由動能定理有 ， 解得上升時間 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，所需時間為??t=t1+t2=2s+5.75s=7.75s。 v0 P s0 α 【課后作業(yè)】 1． 練習與思考：課本P.55《家庭作業(yè)與活動》1、2、3、4 2．書面作業(yè) ： （1）如圖所示，斜面足夠長，其傾角為α，質(zhì)量為m的滑塊，距擋板P為s0，以初速度v0沿斜面上滑，滑塊與斜面間的動摩擦因數(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機械能損失，求滑塊在斜面上經(jīng)過的總路程為多少？ （2） 一個物體從斜面上高h處由靜止滑下并緊接著在水平面上滑行一段距離后停止，測得停止處對開始運動處的水平距離為s，如圖，不考慮物體滑至斜面底端的碰撞作用，并設(shè)斜面與水平面對物體的動摩擦因數(shù)相同．求動摩擦因數(shù)μ． 參考答案：（1） （2）