功和动能变化的关系

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1、【课题】功和动能变化的关系【教学目标】1．知识与技能：(1)理解动能的概念、公式和单位，知道它是状态量。(2)掌握动能定理，掌握外力对物体所做的总功的计算，理解“代数和”的含义。理解和运用动能定理2．情感、态度、价值观：培养严谨和缜密的科学态度。3．过程与方法：了解物理理论中推理演绎的方法。【教学重点难点】(1)本节重点是对动能公式和动能定理的理解与应用。(2)本节难点是总功的分析与计算，应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。【教法学法】探究法、讨论法【教学准备】ppt【教学安排】1课时【教学过程】一、复习引入：初中我们曾对动能这一概念有简单、定性的了解，在学习了功的概念及功

2、和能的关系之后，我们再进一步对动能进行研究，定量、深入地理解这一概念及其与功的关系。二、讲授新课：1．什么是动能？它与哪些因素有关？这主要是初中知识回顾，可请学生举例回答，然后总结作如下板书：物体由于运动而具有的能叫动能，它与物体的质量和速度有关。下面通过举例表明：运动物体可对外做功，质量和速度越大，动能越大，物体对外做功的能力也越强。所以说动能是表征运动物体做功的一种能力。2．动能公式动能与质量和速度的定量关系如何呢？我们知道，功与能密切相关。因此我们可以通过做功来研究能量。外力对物体做功使物体运动而具有动能。下面我们就通过这个途径研究一个运动物体的动能是多少。用投影仪打出问

3、题，引导学生回答：光滑水平面上一物体原来静止，质量为m，此时动能是多少？(因为物体没有运动，所以没有动能)。在恒定外力F作用下，物体发生一段位移s，得到速度v(如图1)，这个过程中外力做功多少？物体获得了多少动能？由于外力做功使物体得到动能，所以mv2就是物体获得的动能，这样我们就得到了动能与质量和速度的定量关系：物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。用Ek表示动能，则计算动能的公式为：由以上推导过程可以看出，动能与功一样，也是标量，不受速度方向的影响。它在国际单位制中的单位也是焦耳(J)。一个物体处于某一确定运动状态，它的动能也就对应于某一确定值，因此动能是状态量

4、。下面通过一个简单的例子，加深同学对动能概念及公式的理解。试比较下列每种情况下，甲、乙两物体的动能：(除下列点外，其他情况相同)①物体甲的速度是乙的两倍；②物体甲向北运动，乙向南运动；③物体甲做直线运动，乙做曲线运动；④物体甲的质量是乙的一半。在学生得出正确答案后总结：动能是标量，与速度方向无关；动能与速度的平方成正比，因此速度对动能的影响更大。3．动能定理(1)动能定理的推导将刚才推导动能公式的例子改动一下：假设物体原来就具有速度v1，且水平面存在摩擦力f，在外力F作用下，经过一段位移s，速度达到v2，如图2，则此过程中，外力做功与动能间又存在什么关系呢？外力F做功：W1＝F

5、s摩擦力f做功：W2＝-fs可见，外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量。其中F与物体运动同向，它做的功使物体动能增大；f与物体运动反向，它做的功使物体动能减少。它们共同作用的结果，导致了物体动能的变化。将上述问题再推广一步：若物体同时受几个方向任意的外力作用，情况又如何呢？引导学生推导出正确结论并板书：外力对物体所做的总功等于物体动能的增加，这个结论叫动能定理。用W总表示外力对物体做的总功，用Ek1表示物体初态的动能，用Ek2表示末态动能，则动能定理表示为：W总＝Ek2-Ek1＝ΔEk(2)对动能定理的理解动能定理是学生新接触的力学中又一条重要规律，应立即通过举

6、例及分析加深对它的理解。a．对外力对物体做的总功的理解有的力促进物体运动，而有的力则阻碍物体运动。因此它们做的功就有正、负之分，总功指的是各外力做功的代数和；又因为W总＝W1+W2+…＝F1·s+F2·s+…＝F合·s，所以总功也可理解为合外力的功。b．对该定理标量性的认识因动能定理中各项均为标量，因此单纯速度方向改变不影响动能大小。如匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆心，与位移方向始终保持垂直，所以合外力做功为零，动能变化亦为零，并不因速度方向改变而改变。c．对定理中“增加”一词的理解由于外力做功可正、可负，因此物体在一运动过程中动能可增加，也可能减少。因而定理中“增加”一

7、词，并不表示动能一定增大，它的确切含义为末态与初态的动能差，或称为“改变量”。数值可正，可负。d．对状态与过程关系的理解功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。4．例题讲解或讨论主要针对本节重点难点——动能定理，适当举例，加深学生对该定理的理解，提高应用能力。例1．一物体做变速运动时，下列说法正确的是                          [   ]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