动能定理典型例题(精选3篇)
动能定理典型例题 篇1
应用动能定理解题的基本思路如下: ①确定研究对象及要研究的过程
②分析物体的受力情况,明确各个力是做正功还是做负功,进而明确合外力的功③明确物体在始末状态的动能④根据动能定理列方程求解。
例1.质量M=6.0×10
3kg的客机,从静止开始沿平直的跑道滑行,当滑行距离S=7.2×lO
2m时,达到起飞速度ν=60m/s。求:
(1)起飞时飞机的动能多大?
(2)若不计滑行过程中所受的阻力,则飞机受到的牵引力为多大?
(3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为F=3.0×103
N,牵引力与第(2)问中求得的值相等,则要达到上述起飞速度,飞机的滑行距离应多大?
例2.一人坐在雪橇上,从静止开始沿着高度为15m的斜坡滑下,到达底部时速度为10m/s。人和雪橇的总质量为60kg,下滑过程中克服阻力做的功。
例3.在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为v0,当它落到地面时速度为v,用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于:
()
例4.质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为:()A.
mgRmgR4B.3C.mgR
2D.mgR 例5.如图所示,质量为m的木块从高为h、倾角为α的斜面顶端由静止滑下。到达斜面底端时与固定不动的、与斜面垂直的挡板相撞,撞后木块以与撞前相同大小的速度反向弹回,木块运动到高
h
2处速度变为零。求:
(1)木块与斜面间的动摩擦因数?(2)木块第二次与挡板相撞时的速度?(3)木块从开始运动到最后静止,在斜面上运动的总路程?
例6.质量m=1.5kg的物块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行t=2.0s停在B点,已知A、B两点间的距离s=5.0m,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,求恒力F多大。(g=10m/s
2)
1、在光滑水平地面上有一质量为20kg的小车处于静止状态。用30牛水平方向的力推小车,经过多大距离小车才能达到3m/s的速度。
2、汽车以15m/s的速度在水平公路上行驶,刹车后经过20m速度减小到5m/s,已知汽车质量是3.0t,求刹车动力。(设汽车受到的其他阻力不计)
3、一个质量是0.20kg的小球在离地5m高处从静止开始下落,如果小球下落过程中所受的空气阻力是0.72N,求它落地时的速度。
4、一辆汽车沿着平直的道路行驶,遇有紧急情况而刹车,刹车后轮子只滑动不滚动,从刹车开始到汽车停下来,汽车前进12m。已知轮胎与路面之间的滑动摩擦系数为0.7,求刹车前汽车的行驶速度。
5、一辆5吨的载重汽车开上一段坡路,坡路上S=100m,坡顶和坡底的高度差h=10m,汽车山坡前的速度是10m/s,上到坡顶时速度减为5.0m/s。汽车受到的摩擦阻力时车重的0.05倍。求汽车的牵引力。
6、质量为2kg的物体,静止在倾角为30o的斜面的底端,物体与斜面间的摩擦系数为0.5,斜面长1m,用30N平行于斜面的力把物体推上斜面的顶端,求物体到达斜面顶端时的动能。
7、质量为4.0kg的铅球从离沙坑面1.8m高处自由落下,落入沙坑后在沙中运动了0.2m后停止,求沙坑对铅球的平均阻力。
8、质量为2kg的物体在水平力F为40N的作用下从静止出发沿倾角为37o的斜面上滑,物体与斜面的摩擦系数为0.40,求物体在斜面上滑行4m时的速度。
9、有一物体以某一速度从斜面底沿斜面上滑,当它滑行4m后速度变为零,然后再下滑到斜面底。已知斜面长5m,高3m,物体和斜面间的摩擦系数μ=0.25。求物体开始上滑时的速度及物体返回到斜面底时的速度。
10、将一个质量为m的篮球从距离地面高度为h处由静止释放,篮球在空中受到大小一定的空气f的作用,设与地面碰撞过程没有机械能损失,篮球经过若干次碰撞后停止在地面上,篮球在空中运动的总路程。
11、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了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,木箱获得的速度(如图)。
12、如图所示,小滑块从斜面顶点A由静止滑至水平部分C点而停止。已知斜面高为h,滑块运动的整个水平距离为s。求小滑块与接触面间的动摩擦因数(设滑块与各部分的动摩擦因数相同)。
13、质量为4×10
3Kg的汽车由静止开始以恒定功
率前进,经100
3s,前进了425m,这时它达到最大
速度15m/s,设阻力不变,求机车的功率。
14、一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m,这时物体的速度2 m/s,则下列说法正确的是()
A、手对物体做功12JB、合外力对物体做功12J C、合外力对物体做功2JD、物体克服重力做功10 J
15.一个人站在距地面高h=15m处,将一质量为m = 100g的石块以v0 = 10m/s的速度斜向上抛出.(1)若不计空气阻力,求石块落地时的速度v.(2)若石块落地时速度的大小为vt =19m/s,求石块克服空气阻力做的功W.16、如图所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长S=3m,BC处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。
17、如图所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,B、C为水平的,其距离d=0.50m。盆边缘的高度为h=0.30m。在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑。已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间动摩擦系数为μ=0.10。小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停的地点到B的距离为
动能和动能定理(说课稿) 篇2
一.教学目标说明
1、知道动能的符号,单位,表达式,能用表达式计算动能。
2、能从牛顿第二定律及运动学公式得出动能定理,理解动能定理的物理意义。
3、领会其优越性,理解做功的过程就是能量转化的过程,会简单应用动能定理。
4、知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动的情景,能用动能定理计算变力做功问题。二.学情分析
(1)学生已经认识到做功必然引起对应能量发生变化。(2)学生已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能。
(3)学生已经知道用牛顿第二定律和运动学公式可以把力学量与运动联系到一起。三.新课引入
1、两种引入方案(针对基础不同的学生)
引入本节课,利用学生已经积累的知识和经验可在总结实验探索结果的基础上,针对基础不同的同学采用不同的引入方法,进行动能定理的论证。
方案一
简单指出,理论推导与实验探究都是认识物理规律的一般方法,牛二定律:力使物体产生加速度,使物体速度发生改变,因此我们可以用牛二定律及运动学公式来研究做功与物体速度变化间的关系。
方案二
对于基础较好的学生,我们可以直接提出问题:能否从理论上研究做功与物体速度变化之间的关系呢?——引导学生讨论,明确牛二“力——加速度——速度”变化。因此可以用牛二定律及运动学公式研究做功与物体速度变化间的关系。
2、教材关于动能表达式的给出
不是简单的直接给出动能的表达式,而是由理论推导之后,进一步推理分析后再定义物体动能的。这种处理方式与前面的重力势能、弹性势能的得出是一脉相承的,在这里学生接受起来不会有太大的障碍。
总结:这样引入的好处是:从牛二定律及运动学公式 推导动能定理的过程中蕴涵着丰富而深刻的物理内容,能帮助学生很好的理解牛二定律与动能定理的联系、区别,准确把握动能定理的内容以及如何灵活应用。四.教材、教法分析
1、动能定理的推导(两种方案根据学生基础选择)
方案一
(1)给出情景:恒力F、L、m、v1、v2。
(2)提出问题:F做功与速度变化间有什么关系呢?(3)学生推理:得出动能定理。
(4)揭示意义:我们已经知道功与能量变化是紧密联系的,重力做功与物体重力势能变化有一定联系,弹力做功与弹性势能变化有一定联系。因此(3)中是力F12mv变化关系,换言之就是力对物体做的功与物体动能变化的关系式。21212(5)定义动能:由于W等于mv的变化量,可见mv是个有特殊意义的物理量,22做功与我们将它定义为动能。
之后,向学生提出几个问题: 动能是状态量还是过程量? 是矢量还是标量? 单位是什么?
从而引导学生进行类比分析 说明:(4)(5)无先后次序,它们是交织在一起的,在揭示意义的过程中定义了动能,定义了动能之后,对物体做功与物体动能变化的关系式的意义会有更深入的认识。
方案二
对于基础比较好的学生可以才用师生互动的方式,由教师启发,引导,而主要有学生自己独立推导和分析整个过程。(根据学生情况设置的物理情景可以稍微复杂一些,比如使力F与运动方向夹角为)
2、对于动能定理的推广,扩展
尽管以上是由恒力推导出的,但动能定理可以推广到多力做功及变力做功的情形中而不构成教学难点。
因为学生在前几节学习中,对功和能的标量特点已有了充分的认识,对标量的运算也并不陌生。
我们只用抓住功的标量特点,由实例分析的方法自然地过渡到多力做功、变力做功及曲线运动的做功问题中去。
从而使学生理解动能定理的物理意义,:“合力在一个过程中所做的功等于物体在这个过程中动能的变化”,或“各力做功的代数和等于物体动能的变化。”
3、关于例题的教学
在分析教科书上的两个例题时,我们可以采用以下步骤展开:(1)先让学生用牛二定律及运动学公式求解(2)再让学生用动能定理求解
(3)教师讲评(对解题情况进行讲解)
讲评重点:规范化解题(帮助学生形成正确的解题思路,学会从物理规律本身的特点出发考虑问题。)
努力强化一下内容: *认真审题,弄清题意。
*受力分析,运动分析,展示清楚物理情景,画运动示意图。*分析已知条件,明确所求量。*选用合适的物理规律列方程。*代入数据计算。
及时进行反思总结,逐渐形成分析解决问题的能力。(4)对比
让学生体会到动能定理的优点,明确在不涉及时间因素或不要求具体细节时,动能定理更快捷,方便。
4、补充例题的必要性
关键说明动能定理还能解释用牛顿运动定律与运动学公式不能解决的问题。教科书上两个例子只说明了动能定理解题的优越性,而书中不要求用功的定义式来求变力做功,尽管在“探究弹性势能的表达式”中出现了变力做功,在“重力势能”中涉及曲线运动中力做功问题,但变力做功及曲线运动中力的做功问题学生还是无法驾驭,因此补充例题进行拓展是必要的。
5、启发式教学过程中要解决好以下三个问题
(1)合力做功(强化“各个力做功的代数和等于这几个力的合力对这个物体做的功”,让学生明白这两种计算方法是等效的。涉及到变力做功的问题时,往往采用各个力做功代数和的求解方法。)
(2)动能的变化(让学生回顾“速度的变化”这个变化是末状态减去初状态,而不是大的减小的,动能的变换量是正值,动能增加,反之,动能减小。)
(3)变力做功与曲线运动情景(如果变力或物体做曲线运动时,教师要适时渗透“化曲为直”“以恒代变”等辩证思想,使学生体会可以把力对物体做功的过程中的路径分割成许多小段,认为物体在每小段的运动过程中都受到恒力的作用,并把每小段轨迹都当做直线,整个过程中,力对物体所做的功,就等于各个段中该力所做功的代数和。)五.问题与练习的应用 内容分析:
本节的几个练习题,看似情景各异,题目中的所求量迥然不同,但除了第1题外,都是围绕动能定理展开的,这些题目构成了一组思维方法的集成题,使学生在分析处理这些问题时,能把握动能定理的本质,达到开阔视野,提高分析问题和处理问题的能力的目的。
第1题,主要为了巩固动能的概念,也为了帮助学生养成用比例法求解物理问题的思维习惯。
第2题,属于运用动能定理处理问题的基本题型。
第3题,属于变力做功问题,它可以使学生认识到有些问题可以用“化变为恒”的策略进行分析求解。
第4题的求解过程,可以使学生体会到,在没有设计时间因素,也不需要求加速度的问题中,运用动能定理的优越性。
第5题,既涉及到变力做功,也是一个多过程问题,由于功是标量,利用动能定理反映的“各个力做功的代数和等于物体动能的变化”的物理关系可以一举求得,通过这种为题的分析求解,可以强化学生的整体意识,提高综合分析问题的水平。
《动能和动能定理》说课稿 篇3
一、教材分析
本节内容主要主要学习一个物理概念:动能;一个物理规律:动能定理,通过前几节的学习,学生已认识到某个力对物体做工就一定对应着某种能量的变化。在本章第一节追寻守恒量中,学生也知道物体由于运动而具有的能叫动能,那么物体的动能跟那些因素有关,引起动能变化的原因是什么?这都是本节课要研究的内容,通过本节课的学习,既深化了对功的理解,对功是能量变化的量度有了进一步的理解,拓展了求功的思路,也为下一节机械能守恒定律的学习打下了基础,并为用功能关系处理问题打开了思维通道,因此本届内容在本章具有承前启后的作用,是关建的一节,是重点的一节。
二、学生学情
深入了解学生是上好课的关键,我对学生的基本情况分析如下:
(1)学生已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能。
(2)学生已经认识到做功必然引起对应能量发生变化。
(3)学生已经知道用牛顿第二定律和运动学公式可以把力学量与运动联系到一起。
(4)通过三年多物理知识的学习,学生已经具备了一定的实验能力、分析问题能力、归纳总结能力。
三、教学目标
(一)、三维目标
知识与技能:
1、理解动能的概念、单位以及符号
2、理解动能定理及其物理意义
3、理解做功的过程是能量转化的过程
过程与方法:
通过动能定理的推导,体会演绎推理方法在科学研究中的应用
情感态度与价值观:
1、通过动能定理演绎推理过程,培养对科学研究的兴趣
2、通过动能定理应用的学习,领会用动能定理解题的优越性
(二)教学重点和难点
重点:对动能公式和动能定理的理解与应用。
难点:通过对动能定理的理解和应用,加深对功、能关系的认识。
关键点:动能定理的推导
四、教法学法
教法(主要采用探究发现法):
1、直观演示法、问题探究的方式(创设情景,引发兴趣)
2、活动探究法(理论推理)
3、集体讨论法(提出问题,学生讨论,分析归纳总结)
学法:观察思考、思考评价法、分析归纳法、总结反思法
五、教学过程
1、复习提问,引出课题
2、实验演示,分析影响动能的因素
3、理论推导,归纳总结,得出结论
4、拓展延伸,引出动能定理
5、典例引领,内化反思
6、反思总结,加深记忆
(一)本章第一节“追寻守恒量”告诉我们物体由于运动而具有的能叫动能;上一节我们探
2那么动能的大小与哪些因素有关,具体的表达式如何究了功和速度的关系得出了呢?
出示课题:动能和动能定理
(二)实验演示,分析影响动能的因素
演示观察实验思考:
(1)从高度相同质量不同的小球滚到底端谁的速度大?谁做的功多?谁得动能大?
(2)从高度不同质量相同的小球到低端谁的速度大?谁做的功多?哪个的动能大呢?
(3)总结一些动能与那些因素有关?
(以达到引发学生兴趣为目的)
结论:质量大,速度决定动能大小。
3、理论推导,归纳总结,得出结论
情境展示:例1、在光滑的水平面上,质量为m的物体在水平力F的作用下移动L,速度由V1增大到V2。
提出问题:学生推导
1、力F对物体所做的功是多大?
2、物体的加速度多大?
3、物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系?
4、综合上述三式,你能推导得出什么样的式子?
5、归纳总结,得出结论
(1) 它包含了影响动能的两个因素:m和v
(2) 这个过程末状态与初状态的差,正好等于力对物体做的功
(3) 它涵盖了我们前面探究得到的结论W∝V
2.于是我们说质量为m的物体,以速度v运动时的动能为Ek
(1)概念:
(2)动能的标矢性:
(3)动能的单位:
(4)动能式状态量还是过程量
4、拓展延伸,引出动能定理,组织学生一起进一步分析例1的推导结果:提出问题:
(1)等式左边W的意义
(2)等式右边意义是什么?
(3)此式的又表达了什么意思?
(4)结论.上面关系表明:
概念:合外力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中的动能变化。这个结论叫做动能定理。
(1)W为合力所做的功,公式右边代表着变化量
(2)当物体在变力作用下或者是做曲线运动时,动能定理也同样适用。
5、典例引领,内化反思
例2一架喷气式飞机质量为m=5000kg,起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到L=530m时,速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力
6、反思总结,加深记忆
1、为什么动能定理能解决变力问题?
2、建立动能和动能定理用了什么研究方法?
3、建立动能定理经历了那些过程?
4、这节课有什么收获(课堂小结)?
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