動(dòng)能 動(dòng)能定理（精選2篇）
動(dòng)能 動(dòng)能定理 篇1
一、教學(xué)目標(biāo)
1.理解動(dòng)能的概念：
（1）知道什么是動(dòng)能。
制中動(dòng)能的單位是焦耳（j）；動(dòng)能是標(biāo)量，是狀態(tài)量。
（3）正確理解和運(yùn)用動(dòng)能公式分析、解答有關(guān)問(wèn)題。
2.掌握動(dòng)能定理：
�。�1）掌握外力對(duì)物體所做的總功的計(jì)算，理解“代數(shù)和”的含義。
（2）理解和運(yùn)用動(dòng)能定理。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.本節(jié)重點(diǎn)是對(duì)動(dòng)能公式和動(dòng)能定理的理解與應(yīng)用。
2.動(dòng)能定理中總功的分析與計(jì)算在初學(xué)時(shí)比較困難，應(yīng)通過(guò)例題逐步提高學(xué)生解決該問(wèn)題的能力。
3.通過(guò)動(dòng)能定理進(jìn)一步加深功與能的關(guān)系的理解，讓學(xué)生對(duì)功、能關(guān)系有更全面、深刻的認(rèn)識(shí)，這是本節(jié)的較高要求，也是難點(diǎn)。
三、教具
投影儀與幻燈片若干。
四、主要教學(xué)過(guò)程
（一）引入新課
初中我們?cè)鴮?duì)動(dòng)能這一概念有簡(jiǎn)單、定性的了解，在學(xué)習(xí)了功的概念及功和能的關(guān)系之后，我們?cè)龠M(jìn)一步對(duì)動(dòng)能進(jìn)行研究，定量、深入地理解這一概念及其與功的關(guān)系。
�。ǘ┙虒W(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
1.什么是動(dòng)能？它與哪些因素有關(guān)？這主要是初中知識(shí)回顧，可請(qǐng)學(xué)生舉例回答，然后總結(jié)作如下板書(shū)：
物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能，它與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。
下面通過(guò)舉例表明：運(yùn)動(dòng)物體可對(duì)外做功，質(zhì)量和速度越大，動(dòng)能越大，物體對(duì)外做功的能力也越強(qiáng)。所以說(shuō)動(dòng)能是表征運(yùn)動(dòng)物體做功的一種能力。
2.動(dòng)能公式
動(dòng)能與質(zhì)量和速度的定量關(guān)系如何呢？我們知道，功與能密切相關(guān)。因此我們可以通過(guò)做功來(lái)研究能量。外力對(duì)物體做功使物體運(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能。下面我們就通過(guò)這個(gè)途徑研究一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能是多少。
用投影儀打出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生回答：
光滑水平面上一物體原來(lái)靜止，質(zhì)量為m，此時(shí)動(dòng)能是多少？（因?yàn)槲矬w沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，所以沒(méi)有動(dòng)能）。在恒定外力f作用下，物體發(fā)生一段位移s，得到速度v（如圖1），這個(gè)過(guò)程中外力做功多少？物體獲得了多少動(dòng)能？
樣我們就得到了動(dòng)能與質(zhì)量和速度的定量關(guān)系：
物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。用ek表示動(dòng)能，則計(jì)算動(dòng)能的公式為：
由以上推導(dǎo)過(guò)程可以看出，動(dòng)能與功一樣，也是標(biāo)量，不受速度方向的影響。它在國(guó)際單位制中的單位也是焦耳（j）。一個(gè)物體處于某一確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它的動(dòng)能也就對(duì)應(yīng)于某一確定值，因此動(dòng)能是狀態(tài)量。
下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，加深同學(xué)對(duì)動(dòng)能概念及公式的理解。
試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動(dòng)能：（除下列點(diǎn)外，其他情況相同）
①物體甲的速度是乙的兩倍；②物體甲向北運(yùn)動(dòng)，乙向南運(yùn)動(dòng)；
�、畚矬w甲做直線運(yùn)動(dòng)，乙做曲線運(yùn)動(dòng)；④物體甲的質(zhì)量是乙的一半。
在學(xué)生得出正確答案后總結(jié)：動(dòng)能是標(biāo)量，與速度方向無(wú)關(guān)；動(dòng)能與速度的平方成正比，因此速度對(duì)動(dòng)能的影響更大。
3.動(dòng)能定理
�。�1）動(dòng)能定理的推導(dǎo)
將剛才推導(dǎo)動(dòng)能公式的例子改動(dòng)一下：假設(shè)物體原來(lái)就具有速度v1，且水平面存在摩擦力f，在外力f作用下，經(jīng)過(guò)一段位移s，速度達(dá)到v2，如圖2，則此過(guò)程中，外力做功與動(dòng)能間又存在什么關(guān)系呢？
外力f做功：w1=fs
摩擦力f做功：w2=-fs
可見(jiàn)，外力對(duì)物體做的總功等于物體在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的增量。其中f與物體運(yùn)動(dòng)同向，它做的功使物體動(dòng)能增大；f與物體運(yùn)動(dòng)反向，它做的功使物體動(dòng)能減少。它們共同作用的結(jié)果，導(dǎo)致了物體動(dòng)能的變化。
將上述問(wèn)題再推廣一步：若物體同時(shí)受幾個(gè)方向任意的外力作用，情況又如何呢？引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出正確結(jié)論并板書(shū)：
外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的增加，這個(gè)結(jié)論叫動(dòng)能定理。
用w總表示外力對(duì)物體做的總功，用ek1表示物體初態(tài)的動(dòng)能，用ek2表示末態(tài)動(dòng)能，則動(dòng)能定理表示為：
�。�2）對(duì)動(dòng)能定理的理解
動(dòng)能定理是學(xué)生新接觸的力學(xué)中又一條重要規(guī)律，應(yīng)立即通過(guò)舉例及分析加深對(duì)它的理解。
a.對(duì)外力對(duì)物體做的總功的理解
有的力促進(jìn)物體運(yùn)動(dòng)，而有的力則阻礙物體運(yùn)動(dòng)。因此它們做的功就有正、負(fù)之分，總功指的是各外力做功的代數(shù)和；又因?yàn)閣總=w1＋w2＋…=f1·s＋f2·s＋…=f合·s，所以總功也可理解為合外力的功。
b.對(duì)該定理標(biāo)量性的認(rèn)識(shí)
因動(dòng)能定理中各項(xiàng)均為標(biāo)量，因此單純速度方向改變不影響動(dòng)能大小。如勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，合外力方向指向圓心，與位移方向始終保持垂直，所以合外力做功為零，動(dòng)能變化亦為零，并不因速度方向改變而改變。
c.對(duì)定理中“增加”一詞的理解
由于外力做功可正、可負(fù)，因此物體在一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能可增加，也可能減少。因而定理中“增加”一詞，并不表示動(dòng)能一定增大，它的確切含義為末態(tài)與初態(tài)的動(dòng)能差，或稱為“改變量”。數(shù)值可正，可負(fù)。
d.對(duì)狀態(tài)與過(guò)程關(guān)系的理解
功是伴隨一個(gè)物理過(guò)程而產(chǎn)生的，是過(guò)程量；而動(dòng)能是狀態(tài)量。動(dòng)能定理表示了過(guò)程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。
4.例題講解或討論
主要針對(duì)本節(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)——?jiǎng)幽芏ɡ�，適當(dāng)舉例，加深學(xué)生對(duì)該定理的理解，提高應(yīng)用能力。
例1.一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 [ ]
a.合外力一定對(duì)物體做功，使物體動(dòng)能改變
b.物體所受合外力一定不為零
c.合外力一定對(duì)物體做功，但物體動(dòng)能可能不變
d.物體加速度一定不為零
此例主要考察學(xué)生對(duì)涉及力、速度、加速度、功和動(dòng)能各物理量的牛頓定律和動(dòng)能定理的理解。只要考慮到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的例子，很容易得到正確答案b、d。
例2.在水平放置的長(zhǎng)直木板槽中，一木塊以6.0m/s的初速度開(kāi)始滑動(dòng)。滑行4.0m后速度減為4.0m/s，若木板糟粗糙程度處處相同，此后木塊還可以向前滑行多遠(yuǎn)？
此例是為加深學(xué)生對(duì)負(fù)功使動(dòng)能減少的印象，需正確表示動(dòng)能定理中各物理量的正負(fù)。解題過(guò)程如下：
設(shè)木板槽對(duì)木塊摩擦力為f，木塊質(zhì)量為m，據(jù)題意使用動(dòng)能定理有：
二式聯(lián)立可得：s2=3.2m，即木塊還可滑行3.2m。
此題也可用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓定律來(lái)求解，但過(guò)程較繁，建議布置學(xué)生課后作業(yè)，并比較兩種方法的優(yōu)劣，看出動(dòng)能定理的優(yōu)勢(shì)。
例3.如圖3，在水平恒力f作用下，物體沿光滑曲面從高為h1的a處運(yùn)動(dòng)到高為h2的b處，若在a處的速度為va，b處速度為vb，則ab的水平距離為多大？
可先讓學(xué)生用牛頓定律考慮，遇到困難后，再指導(dǎo)使用動(dòng)能定理。
a到b過(guò)程中，物體受水平恒力f，支持力n和重力mg的作用。三個(gè)力做功分別為fs，0和-mg（h2-h1），所以動(dòng)能定理寫為：
從此例可以看出，以我們現(xiàn)在的知識(shí)水平，牛頓定律無(wú)能為力的問(wèn)題，動(dòng)能定理可以很方便地解決，其關(guān)鍵就在于動(dòng)能定理不計(jì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中瞬時(shí)細(xì)節(jié)。
通過(guò)以上三例總結(jié)一下動(dòng)能定理的應(yīng)用步驟：
（1）明確研究對(duì)象及所研究的物理過(guò)程。
�。�2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并確定各力所做的功，求出這些力的功的代數(shù)和。
�。�3）確定始、末態(tài)的動(dòng)能。（未知量用符號(hào)表示），根據(jù)動(dòng)能定理列出方程
w總＝ek2—ek1
（4）求解方程、分析結(jié)果
我們用上述步驟再分析一道例題。
例4.如圖4所示，用細(xì)繩連接的a、b兩物體質(zhì)量相等， a位于傾角為30°的斜面上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪后使a、b均保持靜止，然后釋放，設(shè)a與斜面間的滑動(dòng)摩擦力為a受重力的0.3倍，不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩擦，求b下降1m時(shí)的速度多大。
讓學(xué)生自由選擇研究對(duì)象，那么可能有的同學(xué)分別選擇a、b為研究對(duì)象，而有了則將a、b看成一個(gè)整體來(lái)分析，分別請(qǐng)兩位方法不同的學(xué)生在黑板上寫出解題過(guò)程：
三式聯(lián)立解得：v=1.4m/s
解法二：將a、b看成一整體。（因二者速度、加速度大小均一樣），此時(shí)拉力t為內(nèi)力，求外力做功時(shí)不計(jì)，則動(dòng)能定理寫為：
f＝0.3mg
二式聯(lián)立解得：v=1.4m/s
可見(jiàn)，結(jié)論是一致的，而方法二中受力體的選擇使解題過(guò)程簡(jiǎn)化，因而在使用動(dòng)能定理時(shí)要適當(dāng)選取研究對(duì)象。
�。ㄈ┱n堂小結(jié)
1.對(duì)動(dòng)能概念和計(jì)算公式再次重復(fù)強(qiáng)調(diào)。
2.對(duì)動(dòng)能定理的內(nèi)容，應(yīng)用步驟，適用問(wèn)題類型做必要總結(jié)。
3.通過(guò)動(dòng)能定理，再次明確功和動(dòng)能兩個(gè)概念的區(qū)別和聯(lián)系、加深對(duì)兩個(gè)物理量的理解。
五、說(shuō)明
1.由于計(jì)算功時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移和動(dòng)能中的速度都與參考系有關(guān)。因此對(duì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以補(bǔ)充講解功和動(dòng)能對(duì)不同慣性系的相對(duì)性和動(dòng)能定理的不變性。如時(shí)間較緊�？稍诮處熯m當(dāng)提示下，讓學(xué)生在課下思考解答。
2.一節(jié)課不可能對(duì)動(dòng)能定理的應(yīng)用講解的非常全面、深刻，但一定要強(qiáng)調(diào)公式中各物理量的正確含義，因?yàn)閯?dòng)能定理實(shí)質(zhì)上就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的一種表達(dá)形式，掌握好動(dòng)能定理，以后才能順利地深入研究功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。如果一開(kāi)始就概念不清，很可能影響以后知識(shí)的學(xué)習(xí)。
動(dòng)能 動(dòng)能定理 篇2
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識(shí)與技能
1.理解動(dòng)能的概念，利用動(dòng)能定義式進(jìn)行計(jì)算，并能比較不同物體的動(dòng)能；
2.理解動(dòng)能定理表述的物理意義，并能進(jìn)行相關(guān)分析與計(jì)算；
3.深化性理解的物理含義，區(qū)別共點(diǎn)力作用與多方物理過(guò)程下的表述；
二、過(guò)程與方法
1.掌握恒力作用下利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功的公式推導(dǎo)動(dòng)能定理；
2.理解恒力作用下牛頓運(yùn)動(dòng)定律理與動(dòng)能定理處理問(wèn)題的異同點(diǎn)，體會(huì)變力作用下動(dòng)能定理解決問(wèn)題的優(yōu)越性；
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.感受物理學(xué)中定性分析與定量表述的關(guān)系，學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言推理的簡(jiǎn)潔美；
2.體會(huì)從特殊到一般的研究方法；
【教學(xué)重、難點(diǎn)】
動(dòng)能定理的理解與深化性應(yīng)用
【教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)】
動(dòng)能定理的推導(dǎo)
【教學(xué)過(guò)程】
一、提出問(wèn)題、導(dǎo)入新課
通過(guò)探究“功與物體速度的變化關(guān)系”，從圖像中得出，但具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式是什么？
二、任務(wù)驅(qū)動(dòng)，感知教材
1.動(dòng)能與什么有關(guān)？等質(zhì)量的兩物體以相同的速率相向而行，試比較兩物體的動(dòng)能？如果甲物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)，乙物體做曲線運(yùn)動(dòng)呢？
已知，甲乙兩物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否相同？動(dòng)能呢？
車以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，車內(nèi)的人以相對(duì)于車向車前進(jìn)的方向走動(dòng)，分別以車和地面為參照物，描述的是否相同？說(shuō)明了什么？
通過(guò)以上問(wèn)題你得出什么結(jié)論？
2.動(dòng)能定理推導(dǎo)時(shí)，如果在實(shí)際水平面上運(yùn)動(dòng)，摩擦力為，如何推導(dǎo)？
如果在實(shí)際水平面上先作用一段時(shí)間，發(fā)生的位移，爾后撤去，再運(yùn)動(dòng)停下來(lái)，如何表述？
3.試采用牛頓運(yùn)動(dòng)定律方法求解教材的例題1，并比較兩種方法的優(yōu)劣？
三、作探究，分享交流
（嘗試練習(xí)1）
教材：1、2、3
四、釋疑解惑
（一）動(dòng)能
1.定義：_______________________；
2.公式表述：_______________________；
3.理解
�、艩顟B(tài)物理量→能量狀態(tài)；→機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
�、茦�(biāo)量性：大小，無(wú)負(fù)值；
⑶相對(duì)性：相對(duì)于不同的參照系，的結(jié)果往往不相同；
�、�，表示動(dòng)能增加，合力作為動(dòng)力，反之做負(fù)功；
（二）動(dòng)能定理
1.公式的推導(dǎo)：
2.表述：
3.理解：
�、艑�(duì)外力對(duì)物體做的總功的理解：有的力促進(jìn)物體運(yùn)動(dòng)，而有的力則阻礙物體運(yùn)動(dòng)。因此它們做的功就有正、負(fù)之分，總功指的是各外力做功的代數(shù)和；又因?yàn)�，所以總功也可理解為合外力的功。即：如果物體受到多個(gè)共點(diǎn)力作用，同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)撤銷，則：；如果發(fā)生在多方物理過(guò)程中，不同過(guò)程作用力個(gè)數(shù)不相同，則：。
例題1：如圖所示，用拉力作用在質(zhì)量為的物體上，拉力與水平方向成角度，物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，滑行后撤掉 ，物體與地面之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為，求：撤掉時(shí)，木箱的速度？木箱還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？
如果拉力的方向改為斜向下，求再滑行的位移？
如果拉力改為水平，路面不同段滑動(dòng)摩擦系數(shù)是不一樣的，如何表示
解析：
⑵對(duì)該定理標(biāo)量性的認(rèn)識(shí)：因動(dòng)能定理中各項(xiàng)均為標(biāo)量，因此單純速度方向改變不影響動(dòng)能大小。如用細(xì)繩拉著一物體在光滑桌面上以繩頭為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，合外力方向指向圓心，與位移方向始終保持垂直，所以合外力做功為零，動(dòng)能變化亦為零，并不因速度方向改變而改變。
�、菍�(duì)定理中“增加”一詞的理解：由于外力做功可正、可負(fù)，因此物體在一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能可增加，也可能減少。因而定理中“增加”一詞，并不表示動(dòng)能一定增大，它的確切含義為末態(tài)與初態(tài)的動(dòng)能差，或稱為“改變量”。數(shù)值可正，可負(fù)。
�、葘�(duì)狀態(tài)與過(guò)程關(guān)系的理解：功是伴隨一個(gè)物理過(guò)程而產(chǎn)生的，是過(guò)程量；而動(dòng)能是狀態(tài)量。動(dòng)能定理表示了過(guò)程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。
⑸動(dòng)能定理中所說(shuō)的外力，既可以是重力、彈力、摩擦力、也可以是任何其他的力，動(dòng)能定理中的w是指所有作用在物體上的外力的合力的功。
⑹動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的，但對(duì)于外力是變力，物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況同樣適用。
五、典型引路
例題2：如圖所示，一質(zhì)量為的物體，從傾角為，高度為的斜面頂端點(diǎn)無(wú)初速度地滑下，到達(dá)點(diǎn)后速度變?yōu)�，然后又在水平地面上滑行位移后停在處�?/p>
求：
1.物體從點(diǎn)滑到點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力做的功？
2.物體與水平地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)？
3.如果把物體從點(diǎn)拉回到原出發(fā)點(diǎn)，拉力至少要做多少功？
引伸思考：物體沿斜面下滑過(guò)程中，如果在點(diǎn)放一擋板，且與物體碰撞無(wú)能損，以原速率返回，求最終物體停留在什么地方？物體在斜面上通過(guò)的路程是多少？
六、方法歸納
動(dòng)能定理的應(yīng)用步驟：
�。�1）明確研究對(duì)象及所研究的物理過(guò)程。
�。�2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并確定各力所做的功，求出這些力的功的代數(shù)和。
�。�3）確定始、末態(tài)的動(dòng)能。（未知量用符號(hào)表示），根據(jù)動(dòng)能定理列出方程。
（4）求解方程、分析結(jié)果。
七、分組合作、問(wèn)題探究
八、鞏固性練習(xí)
1.一質(zhì)量為2千克的滑塊，以4米/秒的速度在光滑水平面上向左滑行。從某一時(shí)刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滑塊的速度變?yōu)椋较蛩较蛴摇Ｔ谶@段時(shí)間里水平力做的功為：a.0 b. c. d.
2.以初速度v0豎直上拋一小球，若不計(jì)空氣阻力，從拋出到小球的動(dòng)能減少一半所經(jīng)歷的時(shí)間可能為（ ）
a. b. c.（1+ ） d.（1－）
3.用恒力沿一光滑水平面拉一質(zhì)量為的物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)秒鐘，拉力和水平方向夾角，如果要使拉力所做的功擴(kuò)大到原來(lái)的2倍，則（ ）
a.拉力增大到，其他條件不變
b.質(zhì)量縮小到，其他條件不變
c.時(shí)間擴(kuò)大到，其他條件不變
d.使夾角改為，其他條件不變
4.質(zhì)量為的物體在水平面上只受摩擦力作用，一初速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)距離以后速度減為，則（ ）
a.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
b.物體還能運(yùn)動(dòng)的距離為
c.物體前進(jìn) 距離過(guò)程中克服摩擦力做功為
d.若要使物體運(yùn)動(dòng)的路程為2 ，其初速度至少為
5.如圖所示，木塊a放在木板b的左上端，接觸面不光滑，用力將a拉至b的右端，第一次將b固定在地面上，力做功為，第二次讓b可以在光滑地面上自由滑動(dòng)，力做功為，比較兩次做功應(yīng)有（ ）
a.＞
b.＜
c.＝
d.無(wú)法確定
6.如圖所示，水平傳送帶始終以2米/秒的速度勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶的ab間相距9米，現(xiàn)將一質(zhì)量為1千克（大小不計(jì)）的物塊輕放在a點(diǎn)，物塊與傳送帶間的摩擦系數(shù)，問(wèn)（1）經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間物塊從 傳送到 ；（2）物塊從過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生多少熱量。
7.質(zhì)量為的物體從距水平地面高為的地方處自由釋放， 物體與地面碰撞時(shí)不損失能量， 物體在上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到大小恒定的空氣阻力作用。求物體經(jīng)過(guò)多次碰撞下到靜止于地面過(guò)程中所通過(guò)的路程多長(zhǎng)？
8.在光滑水平面上有一靜止的物體，現(xiàn)以水平恒力推這一物體，作用一段時(shí)間后，換成相反方向的水平恒力推這一物體，當(dāng)恒力作用時(shí)間與恒力作用時(shí)間相同時(shí)，物體恰好回到原處，此時(shí)物體的動(dòng)能為，求在整個(gè)過(guò)程中，恒力做的功和恒力做的功。