高中物理《动能和动能定理》教案
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高中物理《动能和动能定理》教案
一、教学目标：
1. 掌握动能的概念和计算方法。
2. 了解动能定理，理解动能定理的含义。
3. 能够解决动能定理的基本计算题，掌握动能定理的应用。
二、教学重点：
1. 动能概念。
2. 动能定理的含义和应用。
三、教学难点：
1. 利用动能定理计算物体的加速度和速度。
2. 运用动能定理解决实际问题。
四、教学过程：
1. 导入新知识
通过图片或实验向学生介绍动能的概念。
2. 课堂讲解
1）动能的概念及计算：
动能是物体由于运动所具有的能量，记作K。动能的大小和物体的速度和质量有关，公式为：$K=\frac{1}{2}mv^2$，单位是焦耳(J)。
2）动能定理
当力F对物体做功W后，物体动能的增加量ΔK等于所做的功W，即ΔK = W。可以用公式表示成：$ΔK=W=\int_{s_1}^{s_2}Fds$
3.练习与讲解
1）动能定理应用：
- 做功变动能：物体所受的力沿着位移方向做功，就会消耗这个力所具有的能量，将它转化为物体的动能
- 一定量的功可以产生不同的动能变化：不同的物体大小和速度，需要不同的功
- 动能定理可以解决相关问题，如物体的速度和加速度等。
举个例子：
某人以6.0m/s的速度跨过一段1.8 m宽的小溪，落差为0.8 m.假设这个人质量为70kg，他跨过溪流的时间为1.0s，求其从空中下落到地面时所具有的平均动能，势能的变化，其速度与动能的变化。
解：
从老师的讲解中，我们知道动能定理可以解决相关问题，因此我们采用动能定理进行解答。
先看一下给出的已知条件：v=6.0m/s，d=1.8m，h=0.8m，m=70kg，t=1.0s。
首先，我们计算物体从空中下落到地面时所具有的平均动能，公式 $K=\frac{1}{2}mv^2$ 可以给出答案：
$K_1=\frac{1}{2}mv^2=\frac{1}{2}\times70kg\times(6.0
m/s)^2=1260J$
接着，我们计算势能的变化，公式 $ΔU=mgh$ 可以给出答案：
$U_1=mgh=70kg\times9.8m/s^2\times0.8m=548.8J$
最后，我们计算其速度与动能的变化。由于物体在下落过程中，没有与任何物体发生碰撞，因此可满足动能守恒定律。
即：
$K_1+U_1=K_2+U_2$
因为在最高点处，物体速度为0，因此，有：
$K_2=0$
代入公式可得：
$K_1+U_1=U_2$
$K_2+U_2=K_2+U_1$
因为动能定理中 $\Delta K=W=\int Fds$，因此，我们可以采用重力与位移相乘的方法来计算W:
$W=\int Fds=mgd=70kg\times9.8m/s^2\times1.8m=1254.4J$
而由于 $ΔK=W$，所以：
$ΔK=1254.4J$
代入公式，得：
$K_2=K_1+ΔK=1260J+1254.4J=2514.4J$
因此物体下落过程中动能增加的值为 $1254.4J$，物体在最底部速度为：$v=\sqrt{\frac{2K_2}{m}}=\sqrt{\frac{2\times2514.4J}{70kg}}\approx8.22m/s$
4.巩固与拓展
巩固：
可给学生针对上面的例子进行复习
拓展：
请让学生尝试根据动能定理探究一些“动能问题”（如人类破世界记录时的动能变化，不同对象的动能比较等等）。
五、课后作业：
1. 计算一架质量为750kg的汽车，以每小时80公里的速度行驶，其动能为多少？
2. 物体以13.9m/s的速度在水平面没有摩擦力的情况下，在一个高度为12m的斜面底部降落。假设物体质量为6.00kg，计算物体在下滑过程中失去的势能变化量，增加的动能变化量以及动能变化前后的
与地面接触的速度。
