人教版必修二7.7《万有引力定律》WORD教案8

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第七节 动能和动能定理导学案 参考答案 教学过程：‎ 问题1：根据功的计算式得：W=Fl ①‎ 牛顿第二定律：F=ma ‎ 运动学公式： v22-v12=2al ③‎ 由上三式消去加速度a得：‎ ‎ 焦耳 标量 思考与讨论1：1．由速度v的平方不可能是负值，所以动能只能是正值。‎ ‎2．由于速度是矢量。当只有速度的方向发生变化而大小不变时，动能不变，同理动能不变时物体运动的速度可以发生变化。为此，可以说速度变化时动能不一定发生变化，动能不变时，速度可以发生变化。动能变化时速度一定发生变化。‎ 问题2：‎ 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 ‎0‎ ‎－6J ‎－6J 减少6J（或－6J）‎ 情景2‎ ‎4J ‎－2J ‎2J 增加2J（或2J）‎ 情景3‎ ‎14J ‎－12J ‎2J ‎2J 合外力对物体所做的功等于物体动能的变化 W=Ek2－Ek1（（或） W为合外力的功 Ek2末动能 Ek1初动能 点拨1：①W合为合外力的功，在计算合外力的功时，需要考虑物体所受的力中哪些力做正功，哪些力做负功，哪些力不做功。②Ek2－Ek1为动能的变化，在计算某一物理量的变化时，一般都用“末”－“初”。‎ 思考与讨论2：1．合外力对物体做正功时，物体的动能增加；合外力对物体做负功时，物体的动能减少。‎ ‎2．物体的动能不变，只能说明合外力做的功为零，但合外力做功为零时物体受到有合外力却不一定是零。‎ 仿照例题练习答案：‎ 例1：解析：火车的初动能Ek1=0，末动能；牵引力的功：WF=Fl，阻力的功Wf=－fl。由动能定理可得：WF－Wf=Ek2－Ek1，即F牵l－fl=－0‎ 解得：F牵=1.5×105N 例2：解析：阻力的功Wf=－fl，汽车的初动能，末动能Ek2=0‎ 由动能定理可得：－Wf=Ek2－Ek1，即－fl=0－‎ 解得：l=‎40m ‎ 点拨提升2：运用动能定理解题的步骤：‎ ‎1．确定研究对象，进行受力分析。‎ ‎2．分析各力做功的情况，求出物体所受到的合外力的功。‎ ‎3．确定物体运动的初、末状态，写出初末状态的动能 ‎4．利用动能定理列方程进行求解。‎ 达标作业：‎ ‎1．BC 2．C 3．AC ‎ ‎4．=4.48×109J ‎5．解析：由牛顿第二定律得：F－mg=ma，所以F=1.2×104N。‎ 拉力所做的功：WF=1.2×104×5J=6×104J；‎ 重力所做的功：WG=－5×104J；‎ 由动能定理得：WF+WG=ΔEk，ΔEk=1×104J ‎6．C 7．A 8．CD 9．A ‎10． 解析：小球下落的过程中重力的功：WG=mgh=200J，阻力的功：Wf=－fh。由动能定理得：WG+Wf=mv2 即：mgh－fh=mv2‎ 解得：f=3.6N。‎ ‎11．解析：分段处理法：第一阶段：只有F1作用时：由动能定理得：WF1=,即：F1s1=‎ 第二阶段：施加F2后：WF1+WF2=－即：F1s2－F2s2=－‎ 由以上二式可得：m/s ‎12．解析：拉力F的功：WF=Fl，重力的功WG=－mglsin37°，阻力的功Wf=－μmgcos37°l，初动能Ek1=0，末动能Ek2=mv2；‎ 由动能定理得：Fl－mglsin37°－μmgcos37°l=mv2，‎ 代入数据得：v=‎10m/s 动能定理补充例题和训练 例1．解析：起跳时W人=‎ 从起跳到入水的过程中由动能定理得：MgH+Wf=－‎ 所以，空气阻力做功为：MgH，Wf=－－MgH 例2：解析：火车达到最大速度之前，牵引力是一个变量，由牛顿第二定律得：可知，火车做加速度逐渐减小的加速运动，直到匀速。‎ 设火车的额定功率为P，阻力f，由于牵引力的功为W=Pt，‎ 由动能定理得：Pt－fl=－0 ①‎ 火车达到最大速度时，f=F牵= ②‎ 由①②两式得：阻力f=7.5×104N，额定功率P=1.5×106W 答案：（1）加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速（2）1.5×106W（3）7.5×104N 例3：解析：在A点物体受重力和支持力的作用，由牛顿第二定律得：F－mg=，所以此处的动能：，由动能定律得：mgR+Wf=解得：Wf=；所以克服摩擦力做的功为。‎ 例4：解析：法一：分段处理：‎ 第一阶段：有F的作用时：推力F的功为：WF=Fs1，摩擦力的功为：Wf1=－μmgs1。由动能定理得：WF +Wf1=，所以=72J 第二阶段：只摩擦力作用下的运动：Wf2=－μmgs2由动能定理得：Wf2=－，所以=70J 第三阶段：飞出桌面落到地面上：mgh=－，解得：m/s.‎ 法二：全过程：Fs1－μmg（s1+ s2）+mgh=－0‎ 例5：解析：当小球从高度为h落在地面又反弹高度的过程中，重力的功，空气阻力的功：,初末动能均为零。由动能定理得：=0‎ ‎ 解得：f=即为重力的1/7。‎ (2) 设小球运动的总路程为s，由动能定理得：mgh=fs ‎ s=‎ 达标作业 ‎1．C解析：当小球在最低点时，满足7mg－mg= 此时动能为Ek1==3mgR 因为恰好到达最高点，所以mg= 此时动能为Ek2== 根据动能定理：－2mgR－Wf=Ek2－Ek1 解得Wf=－，克服空气阻力做功为。 ‎ ‎2．B ‎3．ACD解析：设平均阻力大小为f，子弹和木块的位移分别为L和L+s。‎ 对子弹根据动能定理：－f(L+s)=－得：f(L+s)= － ① ‎ 对木块根据动能定理：fL= ②‎ 由①②解得：fd=－ ‎ ‎4．解析：W人==8J ‎5．解析：物体受四个力：重力、拉力、摩擦力、支持力 Fscosa－f s = mv2－0……………… ①‎ f= uFN………………②‎ FN＋Fsina－mg = 0 ……………… ③‎ 解①②③得：‎ ‎6．解析：当恰好到达最高点时mg=，此时动能为Ek1== 运动到最低点的过程中，根据动能定理：2mgR=Ek2－Ek1 即2mgR=－‎ 解得：‎ ‎7．（1）20J （2）‎ ‎8．解析：方法一：小球的运动分为自由下落和陷入沙坑减速运动两个过程，根据动能定理，分段列式． ‎ 设铅球自由下落过程到沙面时的速度为v，则mgH=mv2‎ 设铅球在沙中受到的阻力为f，则mgh－fh=0－mv2‎ 代入数据解得F=mg ‎ 方法二：全程列式：全过程中重力做功，mg(H+h)，进入沙中阻力做功－f h，全程来看动能变化为零，则由mg(H+h)－Fh=0 ‎ ‎9．考虑物体的初位置:由距地面高为H处无初速下落到球停止的终位置的过程重力做功WG=mgh 阻力做功Wf=－0.2mgS ，S为球通过的总路程；由动能定理得：WG+Wf=0－0 mgh=0.2mgS 解得：S=5h 所以小球停止后通过的总路程为5h ‎ ‎10．设功率为P，则P=F引vm 匀速时F引=kmg 所以P= kmgvm Pt－fS= 而f= kmg得：t=（t=）‎ ‎11．解析：在AB段F做的功WF=FlAB，重力的功WG=－mg2R，当恰好到达最高点C时mg=，此时动能为Ek1==‎ 根据动能定理：F2R－2mgR=‎ 解得：‎ ‎12．答案：(1)‎0.8m(2)离B‎2m ‎(点拨：(1)根据动能定理．,mg(R－h) －μmgs=0；h=‎0.8m(2)由动能定理得mgR-μmgs=0;s'=‎10m，∴离B点‎2m)‎