认识动能势能教学设计 (说课) 【课程教学目的与要求】1. 理解功与能间的关系；2. 理解动能、势能的概念；3. 掌握动能与重力势能的计算、动能定理、重力做功与重力势能之间的关系。【课程重点与难点】1. 重点（1）动能定理的应用；（2）重力势能零势面（参考面）的选取；（3）重力做功与重力势能变化之间的关系。2. 难点复杂受力物体动能定理的运用【课堂教学方法】启发引导【专业能力以外的能力的培养】1. 草图绘制能力；2. 数学推理能力；3. 分析问题和解决问题的能力。导入1能量是什么？ 2功与能有什么关系？一、功与能的关系1. 做功的过程就是能量转化和传递的过程。2. 做了多少功，就有多少能量转化。3. 功是能量转化的量度。 W=E 自然界最常见的一种能量机械能二、动能1定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。2物体的动能取决于物体的质量和它的速度大小（1）定性：物体的质量越大，速度越大，动能越大（2）探究物体的动能与其质量和速度的定量关系？探究物体的动能与其质量和速度的定量关系？推导过程：； 动能表达式： Ek=；问题：一个质量为m、初速度为v的物体，在水平桌面上运动，因受摩擦阻力f 的作用， 运动一段位移S后静止下来。在这一过程中，物体克服摩擦力做了功，根据功能关动能势能重力势能弹性势能机械能精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页系，这个功在数值上就等于物体初始所具有动能。推导过程：取物体运动方向为正方向0-f=ma Wf=-1/2mv20-V2=2aS Wf 克=1/2mv2Wf=fScos180按照上述推理过程，根据牛顿第二定律和运动学公式，试导出动能的表达式：（3）动能是标量 m与 v2都是标量（ 4）动能的单位：焦耳（J）推导 kg （ m/s ）2=kg m2/s2=kg （m/ s2） m=N m=J 例 1、改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生改变， 在下列情况下， 汽车的动能各是原来的几倍。（设汽车原来的动能为Ek0，质量为m ，速度为V，则质量、速度改变之后的动能为Ek）质量速度动能（ Ek） A、质量不变，速度增大为原来的2 倍； m 2v 4 Ek0 B、速度不变，质量增大为原来的2 倍； 2m v 2 Ek0 C 、质量减半，速度增大到原来的4 倍； 1/2m 4V 8 Ek0 D、速度减半，质量增大到原来的4 倍。 4m 1/2 1 Ek0 3. 动能定理（ 1）动能定理内容：合力对物体所做的功，等于物体动能的改变量；（ 2） 动能定理的表达式：F合S=1/2mvt2-1/2mv02或 W合= Ek；（ 3）动能定理的推导利用牛顿第二定律和功的计算公式；模型：在水平面形式的汽车，速度从v0变化到 Vt 的过程中，合力（水平方向上牵引力与阻力的合力）所做的功等于汽车动能的改变量。运 动 物 体静 止 物 体kfEW0,0kEv0, 0kEv利用功能关系 W克f=Ek221mvEk精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页（ 4）计算变力在某个过程中所作的功或求变力的均值。（ 5）例题 2 质量为 8g 的子弹，以400m/s 的速度打穿厚度为 5cm的木板，穿出后的速度为100m/s， 如下图所示，求子弹克服阻力所做的功；木板对子弹的平均阻力。三、重力势能1定义：由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能。 2 公式（推导） ：Ep=mgh3重力势能是标量4重力势能的单位：焦耳（J）5重力势能的相对性(1) 物体具有重力势能mgh （克服重力做的功） ，总是相对于某一水平面来说的；（重力势能为零的水平面叫做参考平面）(2) 选用不同的参考平面，同一物体在空间同一位置的重力势能就不同。(3) 参考平面的选取是任意的，通常选地面为参考平面(4) 不管零势面如何选取，物体从某一高处h1 到达另一高 处h2所 引 起 的 重 力 势 能 的 变 化 是 不 变 的 。?Ep=mgh2-mgh1讨论与交流1 ：放在书柜中第二层的一本书选用不同的参考平面，它的重力势能有什么不同？根据动能定理，阻力做功Wf=1/2mv22-1/2mv12=1/2810-3(1002-4002)=-600(J) 子弹克服木板阻力所做的功为600J。设子弹受木板的平均阻力为，其方向与运动方向相反，子弹穿过厚度为S的木块时，平均阻力做的功为 Wf =SCOS180 =-S = Wf/(-S)=-600/(-510-3)=1.2 104(N) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页讨论与交流2: 重力做功与物体运动的路径有关吗？讨论与交流3：试以自由落体和竖直上抛为例，导出重力做功WG与重力势能变化的关系。四、弹性势能1定义：发生形变的物体具有的能量叫做弹性势能2弹性势能跟形变的大小有关3弹性势能的变化与弹力作用有关（弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性势能增加）五、势能1. 重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定2. 弹性势能是由发生弹性形变物体各部分的相对位置决定。3. 与相互作用物体的相对位置有关的能量叫做势能。其他形式的势能，如电势能。例 2关于重力势能，下列说法正确的是（D）A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B.物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从5J 变化到 3J，重力势能变小了D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功例 3. 关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是： （ ABD ） 。重力做功与路径无关，仅取决于始点和终点的高度h。hmgWG)()(1212mghmghEEEWpppGmghWG精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页 A、 当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少； B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加； C 、地球上物体一个物体的重力势能都有一个确定值； D 、重力做功的多少与参考平面的选取无关。例 4、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：（ BD ） A、重力做功为50J； B、物体的重力势能一定增加了50J； C 、物体的动能一定减少了50J； D 、重力做了50J 的负功。例 5如右图所示， 桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面高为0.4m 的支架上。（1）以地面为零势面，试计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力做功多少？重力势能减少多少? （2）若以桌面为零势面，上述结果又如何？例 6下图表示一个斜抛物体的运动，当物体由抛出位置1 运动到最高位置2 时，重力做功是多少？重力势能改变了多少？由位置2 运动到跟位置1 在同一水平面上的位置3 时，重力做功和重力势能的变化是多少？由位置1 运动到位置 3 呢？例 7 一个质量为m的物体，从 40 米高处由静止开始落下，不计空气阻力，当它的动能和势能相等时，物体下落经过的时间是（）A.1秒B.1.5秒C.2秒 D.2.5秒例 8如图，一个通过定滑轮拉着质量为10kg 的物体从A点到达 B点， A和 B在同一水平面上，且AB=4m ，AC=3m ，求这一过程中物体增加的重力势能。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页六、动能、势能的应用1. 骑自行车上坡时在坡底加速的作用2. 射击时为什么一般把弓拉得很满（弓被拉得很弯）七、作业1. 课本 P125. 第 7 题、第 9 题， P127.第 4 题（作业本）2. 思考物体的动能和势能（重力势能、弹性势能）之间有没有联系？如果有，他们的关系是怎样的？分析：重力做功仅与物体初末位置的高度差有关WG=mgh 重物上升的高度等于绳子移动的长度h=BC-AC=(AC2+AB2)1/2-AC=(32+42)1/2-3=2(m) WG=mg h=10102=200（ J）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页