人教版必修二77《万有引力定律》WORD教案9.docx
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人教版必修二77《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∶1B．1∶4
C．4∶1D．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=1.0×103kg的物体以a=2m/s2的加速度竖直向上提升了5m，
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=10m/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．0B．8J
C．16JD．32J
8．一个质量为25kg的小孩从高度为3.0m的弧形滑梯顶端
由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s.取g=10m/s2，关于力对小孩做的功，以下
结果正确的是（）
A．支持力做功50J
B．克服阻力做功500J
C．重力做功750J
D．合外力
做功50J
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0～1s内，合外
力做正功
B．在0～2s内，合外力总是做负功
C．在1s～2s内，合外力不做功
D．在0～3s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103s行驶12km达最大速度vmax=72km/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0.2kg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．10JC．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
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