2021春高中物理人教版必修第二册 第八章 机械能守恒定律 动能和动能定理 (课件)

（新教材）统编人教版高中物理必修二第八章第3节《动能和动能定
理》优质说课稿
今天我说课的内容是新人教版高中物理必修二第八章第3节《动能和动能定理》。

第八章是机械能，讲述机械能守恒定律。

任何人类活动都离不开能量。

在长期的科学实践中，人们发现不同形式的能量可以互相转化，并且能量的转化与功的概念紧密相连。

这是因为，如果在一个过程中存在做功的现象，就必然存在能量变化的现象，功的计算能够为能量的定量表达及能量的变化提供分析的基础。

《动能和动能定理》一节主要讲解动能的表达式和动能定理。

本课教学承担着实现本单元教学目标的任务，为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等方面进行说课。

一、说课程标准
普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“2.1.2 理解动能和动能定理。

能用动能定理解释生产生活中的现象。

例 3 根据牛顿第二定律推导出动能定理。

”
二、说教材分析
本课教材主要内容有两个方面：动能的表达式、动能定理。

教材一开始以炮弹的发射图片引入，让学生思考背后的物理知识；紧接着分析了推导了动能的表达式；在此基础上，教材通过实例分析，让学生理。

第八章机械能守恒定律4 机械能守恒定律知识点一机械能1．重力势能与动能．物体由自由下落或沿光滑斜面下滑时，重力对物体做正功，物体的重力势能减少，动能增加，重力势能转化成了动能，如图甲所示．2．弹性势能与动能．被压缩的弹簧具有弹性势能，弹簧恢复原来形状的过程，弹力做正功，弹性势能减少，被弹出的物体的动能增加，弹性势能转化为动能，如图乙所示．3．机械能．重力势能、弹性势能和动能的总称，通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式．知识点二机械能守恒定律1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变．2．守恒定律表达式：(1)E k2－E k1＝E p1－E p2 即ΔE k增＝ΔE p减．(2)E k2＋E p2＝E k1＋E p2．(3)E2＝E1．3．守衡条件：只有重力或系统内的弹力做功．拓展能量守恒定律1．定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量保持不变．2．建立定律的两个重要事实．(1)确认了永动机的不可能性．(2)各种自然现象之间能量的相互联系与转化．3．功和能的关系可以从以下三个层次来理解和把握：(1)能量有多种不同的形式，且不同形式的能量可以相互转化．(2)不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量转化的过程．(3)做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度．【例1】(多选)如图甲至图丁所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒【例2】如图所示，光滑的水平轨道与光滑的竖直半圆轨道相切，半圆轨道半径R＝0.4 m．一个小球停放在水平轨道上，现给小球一个v0＝5 m/s的初速度，求：(g取10 m/s2)(1)小球从C点飞出时的速度大小；(2)小球到达C点时，对轨道的作用力是小球重力的几倍？(3)小球从C 点抛出后，经多长时间落地？(4)落地时速度有多大？【例3】(多选)如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中( )A ．物块的机械能逐渐增加B ．软绳重力势能共减少14mgl C ．物块的重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D ．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和随堂练习1．(多选)下列几种情况，系统的机械能守恒的是( )A ．图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动B ．图乙中运动员在蹦床上越跳越高C ．图丙中小车上放一木块，小车的左侧由弹簧与墙壁相连．小车在左右振动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)D ．图丙中如果小车振动时，木块相对小车有滑动2．桌面高为h ，质量为m 的小球从桌面上方离桌面高为H 处自由下落．不计空气阻力，假设桌面处于零势能位置，则小球落到地面前瞬间的机械能为( )A ．mghB ．mgHC ．mg (H ＋h )D ．mg (H －h )3．如图所示，从h 高处以初速度v 0竖直向上抛出一个质量为m 的小球．若取抛出处小球的重力势能为零，不计空气阻力，则小球着地时的机械能为 ( ) A ．mgh B ．mgh ＋12mv 02 C.12mv 02 D.12mv 02－mgh4．(多选)如图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小．某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B时，下列表述正确的有()A．N小于滑块重力B．N大于滑块重力C．N越大表明h越大D．N越大表明h越小5．物体在平衡力作用下运动的过程中，下列说法正确的是()A．机械能一定不变B．物体的动能保持不变，而势能一定变化C．若物体的势能变化，则机械能一定变化D．若物体的势能变化，则机械能不一定有变化6．如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长时，圆环高度为h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零，则在圆环下滑到底端的过程中()A．圆环机械能守恒B．弹簧的弹性势能先减小后增大C．弹簧的弹性势能变化了mgh D．弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大7．质量为m的小球从高H处由静止开始自由下落，以地面作为参考平面．当小球的动能和重力势能相等时，重力的瞬时功率为()A．2mg gH B．mg gH C．mg gH2D．mggH38．如图所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是()A．物块的机械能一定增加B．物块的机械能一定减小C．物块的机械能可能不变D．物块的机械能可能增加也可能减小9．如图所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧．当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60°角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g＝10 m/s2)()A．10 J B．15 J C．20 J D．25 J10．(多选)如图所示，在倾角θ=30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L=0.2 m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.1 m。

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第八章 机械能守恒定律
问题 (1)物体在运动过程中受几个力作用？做功情况怎样？ (2)从A点到C点，物体初、末状态的动能各是多少？ (3)求从A点到C点过程中物体克服摩擦力做的功？ 【答案】(1)物体受重力、轨道支持力、摩擦力三个力作用．在圆弧 轨道上运动时，重力做正功，支持力不做功，摩擦力做负功．在水平轨 道上运动时，重力、支持力不做功，摩擦力做负功． (2)物体由A点从静止滑下，最后停在C点，初、末状态的动能都是 零． (3)设克服摩擦力做功为Wf.根据动能定理mgR－Wf＝0，故Wf＝mgR.
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第八章 机械能守恒定律
物体的动能会小于零吗？ 【答案】不会 动能总大于或等于零．
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第八章 机械能守恒定律
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第八章 机械能守恒定律
【解析】子弹的质量 m1＝20 g＝0.02 kg，故子弹的动能为 Ek1＝12m1v21＝ 12×0.02×6002＝3 600 J；鸵鸟的动能为 Ek2＝12m2v22＝12×80×102＝4 000 J， 则可知鸵鸟的动能较大，故 A 正确，B、C、D 错误．
用下，从P点运动到Q点，水平拉力F做的功为W2.已知θ＝30°，则W1和
W2大小关系为

新知讲解
总结： 1、应用动能定理优点：动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和 时间，因此用它处理问题常常比较方便。 2、注意：力对物体做的功可以为正值，也可以为负值。合力做正功 时，物体的动能增加；合力做负功时，物体的动能减少。
新知讲解
3、应用动能定理解题的一般步骤 ① 明确研究对象，明确运动过程。 ②分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况，然后求各个力做功
②动能是标量，它的单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳 ，这是因为：1kg（m/s）2 ＝1N·m＝1 J
③动能具有相对性与参考系的选择有关，一般选地面为参考系。
新知讲解
思考讨论 2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的 质量为631 kg，某时刻它的速度大小为 7.6 km/s，此时它的动能是多少 ？
解： 7.6 km/s=7.6×103m/s
E K = 1 2 m 2= 1 2 v × 6× 3 (7 .6 × 1 13 )2 0 J ≈ 7 .3 × 11J 0 0
答：它的动能是7.3×1010J
新知讲解
二、动能定理 1、动能定理： W=12mv22-12m1v2 可以写成：W ＝ Ek2 － Ek1 Ek2 ：末动能， Ek1 ：初动能。
人教版高中物理 必修2
演绎推理是从一般性结论推出个别性结论的方法，即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推出新结论的一种思维活动。
C．甲滑行的总路程一定等于乙滑行的总路程
行驶的汽车、飞行的炮弹、无规则运动的分子等，都具有一定的动能。
在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的 。
拓展提高
3、某滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB′（均可看作斜面），甲、乙两名 旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从A点由静止开始分别沿AB和AB′滑下， 最后甲停在水平沙面上的C处，如图所示。设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处 处相同，斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势坐在