2012高考总复习物理教学案第24讲

2012高考总复习物理教学案第24讲内容摘要：

1、、教学目标1理解动能的概念：(1)知道什么是动能。 中动能的单位是焦耳(J)；动能是标量，是状态量。 (3)正确理解和运用动能公式分析、解答有关问题。 2掌握动能定理：(1)掌握外力对物体所做的总功的计算，理解“代数和”的含义。 (2)理解和运用动能定理。 二、重点、难点分析1本节重点是对动能公式和动能定理的理解与应用。 2动能定理中总功的分析与计算在初学时比较困难，应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。 3通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解，让学生对功、能关系有更全面、深刻的认识，这是本节的较高要求，也是难点。 三、教具投影仪与幻灯片若干。 四、主要教学过程(一)引入新课初中我们曾对动能这一概念有简单 2、、定性的了解，在学习了功的概念及功和能的关系之后，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)教学过程设计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 3、少。 用投影仪打出问题，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 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 计算动能的公式为：，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。 下面通过一个简单的例子，加深同学对动能概念及公 4、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)物体甲的速度是乙的两倍；物体甲向北运动，乙向南运动；物体甲做直线运动，乙做曲线运动；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 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 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：W 1f 做功：W 2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 5、 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：，这个结论叫动能定理。 用 W 总 表示外力对物体做的总功，用 动能定理表示为：W 总 E E k(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W 1+F 1s+F2s+ 6、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 7、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合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变D物体加速度一定不为零此例主要考察学生对涉及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解。 只要考虑到匀速圆周运动的例子，很容易得到正确答案B、D。 例 2在水平放置的长直木板槽中，一木块以。 滑行 后速度减为 ，若木板槽粗糙程度处处相同，此后木块还可以向前滑行多远。 此例是为加深学生对负功使动能减少的印象，需正确表示动能定理中各物理量的正负。 解题过程如 8、下：设木板槽对木块摩擦力为 f，木块质量为 m，据题意使用动能定理有：二式联立可得：s 2，即木块还可滑行。 此题也可用运动学公式和牛顿定律来求解，但过程较繁，建议布置学生课后作业，并比较两种方法的优劣，看出动能定理的优势。 例 3如图 3，在水平恒力 F 作用下，物体沿光滑曲面从高为 处运动到高为 处，若在 A 处的速度为 处速度为 水平距离为多大。 可先让学生用牛顿定律考虑，遇到困难后，再指导使用动能定理。 A 到 B 过程中，物体受水平恒力 F，支持力 N 和重力 作用。 三个力做功分别为 和h 2所以动能定理写为：，以我们现在的知识水平，牛顿定律无能为力的问题，动能定理可以很方便地解决，其关键 9、就在于动能定理不计运动过程中瞬时细节。 通过以上三例总结一下动能定理的应用步骤：(1)明确研究对象及所研究的物理过程。 (2)对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和。 (3)确定始、末态的动能。 (未知量用符号表示)，根据动能定理列出方程W 总 E 4)求解方程、分析结果我们用上述步骤再分析一道例题。 例 4如图 4 所示，用细绳连接的 A、B 两物体质量相等，A 位于倾角为30的斜面上，细绳跨过定滑轮后使 A、B 均保持静止，然后释放，设 A 与斜面间的滑动摩擦力为 A 受重力的 ，不计滑轮质量从摩擦，求 B 下降 1 米时的速度大可。 让学生自由选择研究对象，那么可能有的同 10、学分别选择 A、B 为研究对象，而有了则将 A、B 看成一个整体来分析，分别请两位方法不同的学生在黑板上写出解题过程：三式联立解得：v：将 A、B 看成一整体。 (因二者速度、加速度大小均一样)，此时拉力 T 为内力，求外力做功时不计，则动能定理写为：fv，结论是一致的，而方法二中受力体的选择使解题过程简化，因而在使用动能定理时要适当选取研究对象。 五、课堂小结1对动能概念和计算公式再次重复强调。 2对动能定理的内容，应用步骤，适用问题类型做必要总结。 3通过动能定理，再次明确功和动能两个概念的区别和联系、加深对两个物理量的理解。 六、说明1由于计算功时质点的位移和动能中的速度都与参照系有关。 因此对学习 11、基础较好的学生，可以补充讲解功和动能对不同惯性系的相对性和动能定理的不变性。 如时间较紧。 可在教师适当提示下，让学生在课下思考解答。 2一节课不可能对动能定理的应用讲解的非常全面、深刻，但一定要强调公式中各物理量的正确含义，因为动能定理实质上就是能的转化和守恒定律的一种表达形式，掌握好动能定理，以后才能顺利地深入研究动能关系、机械能守恒定律及能的转化和守恒定律。 如果一开始就概念不清，很可能影响以后知识的学习。 重力势能 一、教学目标理解重力势能的概念：(1)知道什么是重力势能，强调“势”的含义。 (2)通过做功与能量关系，得到重力势能公式 Ep道在国际单位制中，势能的单位是焦耳(J)；势能是标量。 ( 12、3)了解重力势能的相对性及势能差的不变性。 2掌握重力做功特点及重力做功与重力势能变化的关系，应用其解决相关问题。 3知道弹性势能及其相关因素。 二、重点、难点分析1本节重点是重力势能的表达，重力做功与重力势能变化的关系。 2对于势能这种潜在做功能力的理解：一旦做了功，势能就发挥出来而减少了。 3要强调重力做功与重力势能变化的相反量的关系，这在初学时很容易发生错误，所以应作为难点强调。 三、教具投影仪及幻灯片(主要用于把课上要举的例题和图打出，节约时间和黑板空间)。 四、主要教学过程(一)引入新课我们已知道运动的物体具有动能，那么静止的物体是否有能量。 我们又是如何知道它是否具有能量的呢。 根据学生的回答引出新课内容。 (二)教学过程设计1重力势能利用刚才学生举的例子说明，被举高的重物一旦下落就可以做功，表明处于一定高度的重物“储存”着一种能量，这就是重力势能，即：重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量。 ，它与物体的重力和高度有关，到底是什么关系呢。 2重力势能公式功是能量变化的量度，重力势能的变化也可用做功表示出来。 例如，用一外力把一质量为 m 的物体匀速举高 h，由于是匀速上升，物体的动能不变，外力举高物体做的功 W部用于增加物体的重力势能。 而此过程中克服重力做功亦为 就是克服重力做了多少功，就获得了多少重力势能。 用 处于高度 h 处的物体的重力势能为：Ep。