高中物理第七章第七节动能和动能定理教案新人教必修.docx

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高中物理第七章第七节动能和动能定理教案新人教必修

第四节动能动能定理

课时：

三课时教师：

教学目标：

一、知识目标:

1.理解什么是动能.

2.知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算.

3.理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围.

二、能力目标

1.运用演绎推导方式推导动能定理的表达式.

2.理论联系实际，培养学生分析问题的能力.

三、德育目标

通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣.

教学重点：

1.动能的概念.

2.动能定理及其应用.

教学难点：

对动能定理的理解和应用.

教学方法：

推理归纳法、讲授法、电教法.

教学用具：

导轨、物块（或小球）两个.

教学过程：

一、导入新课

［复习］

1、功和能的关系是什么？

功是能量转化的量度，物体能量变化的多少是用做功的多少来量度，即W=ΔE。

2、什么是物体的动能？

物体的动能与什么因素有关？

物体由于运动而具有的能叫动能；物体的动能跟物体的质量和速度有关系。

［导入］物体的动能跟物体的质量、速度有什么关系呢？

本节课我们就来研究这个问题.

［板书］第四节动能动能定理

二、新课教学

一、物体的动能与物体的质量、速度的定性关系

1.多媒体展示实验装置：

让滑块A从光滑的导轨上滑下，与木块B相碰，推动木块做功；

2.实物演示并观察现象；

a.让滑块A从不同的高度滑下，可以看到：

高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多。

说明滑块具有的能也多。

即高度大时滑块滑到水平面时速度大，滑块具有的动能也多。

b.让质量不同的滑块从同一高度下滑，可以看到：

质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多。

说明质量大的滑块具有的能也多。

而质量不同的滑块从同一高度下滑到水平面时速度相等，可见速度相等时，质量大的滑块具有的动能也多。

综上所述，可得：

物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大.

（二）思考题

如图所示，质量为m=1kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为μ=0.2，它以初速度V0=4m/s开始向右滑行。

求：

（要求先进行字母运算再代入数值）

（1）物体能滑行的最大距离是多少？

（2）从开始滑行到物体停下，物体克服摩擦力做功多少？

物体的动能损失了多少？

还剩下多少？

（3）结合功能关系看，物体刚开始运动时的动能是多少？

二、动能

1、定义：

物体由于运动而具有的能叫动能,用EK表示。

2、公式：

Ek=

mv2

物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半.

3、物理意义：

描述运动状态的物理量。

动能是标量，且恒为正值，

4、动能的单位：

焦（J），与功的单位相同

5、动能是状态量

6、动能具有相对性

讨论：

其他条件相同的情况下，比较甲乙两物体的动能：

（1）物体甲的速度是乙速度的两倍；

（2）物体甲向北运动，乙向南运动；

（3）物体甲做直线运动，乙做曲线运动；

（4）物体甲的质量是乙的一半。

探究动能表达式

［情景］物体位于粗糙水平面上，滑动摩擦力大小为f，在水平拉力F的作用下，从初速度V1开始运动位移S后，速度变为V2，通过计算说明：

（1）拉力和摩擦力对物体做功分别是多少？

总功（合力所做的功）是多少？

（2）物体的末动能减去初动能等于多少？

力F做的功W=FS

根据牛顿第二定律F合=ma

由匀加速运动公式

位移

即Fs=

mv22－

mv12

三、动能定理

1、内容：

合力对物体所做的功等于物体动能的变化这个结论叫动能定理。

2、表达式：

W=Ek2－Ek1

W→合外力对物体所做的功；

Ek2→物体的末动能；

Ek1→物体的初动能.

例1：

一个物体做变速运动时，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、物体所受的合外力一定不为零

C、合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变

D、物体的加速度一定不为零

讨论：

a.当合力对物体做正功时，物体动能如何变化？

答：

当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加；

b.当合力对物体做负功时，物体动能如何变化？

答：

当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减小.

C、当合力对物体做为零时，物体动能如何变化？

答：

物体动能不变。

3、动能定理的适用条件：

既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动。

四、动能定理的应用

例：

一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s＝5.3×102ｍ时，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（ｋ＝0.02），求：

飞机受到的牵引力？

审题并思考：

①飞机初速度多大？

末速度多大？

②飞机运动过程中水平方向受到哪些力的作用？

各个力的大小和方向如何？

用牛顿运动定律和动能定理求解本题。

解法一：

以飞机为研究对象，它做匀加速直线运动受到重力、支持力、牵引力和阻力作用。

则F合＝F－kmg＝ｍa①

又ｖ２－０２＝２as②

由①和②得：

F=1.8×104N

解法二：

以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，这四个力做的功分别为WＧ＝０，W支＝０，W牵＝Fs，

W阻＝－ｋｍｇs。

据动能定理得：

Fs-kmgs=

mv2-0

代入数据，解得F＝1.8×104Ｎ

动能定理与牛顿第二定律的区别：

牛顿第二定律是矢量式，反映的是力与加速度的瞬时关系；

动能定理是标量式，反映做功过程中功与始末状态动能增量的关系。

动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它处理问题有时很方便。

动能定理解题的方法和步骤：

①确定研究对象，画出草图；

②分析物体的受力情况，明确各个力所做的功；

③确定物体的初、末状态，明确物体在初、末状态的动能；

④根据动能定理列方程，求解。

⑤对结果进行分析讨论。

画图析力理过程，建好坐标列方程。

五、小结

本节我们学习了动能和动能定理，重点是动能定理，难点是如何正确认识合力做功等于物体动能的增量。

动能定理是力学中的一条重要规律，经常用来解决有关的力学问题，由于动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此应用动能定理解题往往非常方便。

《动能定理》应用一：

用动能定理解动力学问题

练习：

如图一质量为2Kg的物体以10m/s的速度冲上斜面，物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，斜面倾角为370，求物体能滑多高？

作业：

教材练习三（5）

《动能定理》应用二：

变力做功与动能改变

练习一：

一人用力踢质量为1kg的足球，使球由静止以10m／s的速度沿水平方向飞出。

假设人踢球时对球的平均作用力为200N，球在水平方向运动了20m，那么人对球所做的功为（）（A）

A、50JB、200JC、4000JD、非上述各值

练习二：

物体的质量为m，物体沿着光滑曲面从A点（速度为υA）开始，在水平恒力F作用下运动

到B点后速度大小变为υB

已知AB两点离地面的高度

分别为h1，h2,求AB两点之间的水平距离。

思考：

本题你还能够用牛顿运动定律来求解否？

练习三.一个质量为m的小球拴在钢绳的一端，另一端用大小为F1的拉力作用，在水平面上做半径为R1的匀速圆周运动（如图所示），今将力的大小改为F2，使小球仍在水平面上做匀速圆周运动，但半径变为R2，小球运动的半径由R1变为R2过程中拉力对小球做的功多大？

练习四：

轻绳的长为L,一端固定在O点，另一端系一个质量为1kg的金属球，将金属球拉到与竖直方向成600角后，由静止开始释放，不计空气阻力。

求：

（1）从开始到最低点，绳子拉力和重力做功各是多少？

（2）在最低点时绳子对小球的拉力大小为多少？

作业：

教材练习三（6、7）

《动能定理》应用三：

动能改变与多过程

练习一：

例1、质量为m=0.5kg的小钢球，从高为H=2m的空中自由下落到沙坑里，测得小钢球进入沙的最后深度为h=10cm.不计空气阻力，g=9.8m/s2。

求：

小球刚到地面时的速度大小？

沙子对小球的平均阻力大小？

问题：

比较把小球的下落过程分为在空中下落和

在沙坑里下降两个阶段；直接从开始下落到小球最后停止在沙里为止，所得的沙子阻力是否相同？

使用动能定理时两个连续过程可以合在一起。

v0

α

s

p

例2、斜面足够长，其倾角为α，质量为m的滑块距挡板p为s0，以初速度v0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受的摩擦力小于其重力沿斜面的下滑分力，若每次滑块与挡板碰撞都无

能量损失，求滑块在斜面上经过的总路程为多少？

练习：

质量m=5.0kg的物体静止于水平面上，现给物体施加一水平恒力F=20N，使物体由静止开始运动10m后撤去F，物体在水平面上继续滑行了15m后停止，求物体运动过程中所受的摩擦阻力。

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．科学家计划在2025年将首批宇航员送往火星进行考察。

一质量为m的物体,假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为F1,在火星赤道上宇航员用同一把弹簧测力计测得的读数为F2。

通过天文观测测得火星的自转角速度为ω,设引力常数为G,将火星看成是质量分布均匀的球体,则火星的密度和半径分别为（）

A．

B．

C．

D．

2．如图甲所示，在某一电场中有一条直电场线，在电场线上取A、B两点，将一个电子由A点以某一初速度释放，它能沿直线运动到B点，且到达B点时速度恰为零，电子运动的v－t图像如图乙所示．则下列判断正确的是（）

A．B点场强一定小于A点场强

B．电子在A点的加速度一定小于在B点的加速度

C．B点的电势一定低于A点的电势

D．该电场若是正点电荷产生的，则场源电荷一定在A点左侧

3．在正负电子对撞机中，一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子。

设正、负电子的质量在对撞前均为m，对撞前的动能均为E，光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则对撞后转化成光子的波长等于

A．

B．

C．

D．

4．一艘在火星表面进行科学探测的宇宙飞船，在经历了从轨道Ⅰ→轨道Ⅱ→轨道Ⅲ的变轨过程后，顺利返回地球。

若轨道Ⅰ为贴近火星表面的圆周轨道，已知引力常量为G，下列说法正确的是（）

A．飞船在轨道Ⅱ上运动时，P点的速度小于Q点的速度

B．飞船在轨道Ⅰ上运动的机械能大于轨道Ⅲ上运动的机械能

C．测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以测出火星的平均密度

D．飞船在轨道Ⅱ上运动到P点的加速度大于飞船在轨道Ⅰ上运动到P点的加速度

5．一辆汽车在平直公路上匀速行驶，司机发现前方红灯亮起时开始做匀减速直线运动，恰好在停车线处停止运动。

汽车在减速过程中，第一秒和最后一秒内的位移分别为14m和1m，则汽车匀减速运动过程中的平均速度为（）

A．6m/sB．6.5m/sC．7m/sD．7.5m/s

6．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。

一带负电油滴被固定于电容器中的P点。

现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（）

A．平行板电容器的电容将变大

B．静电计指针张角变大

C．带电油滴的电势能将增大

D．若先将上极板与电源正极连接的导线断开，再将下极板向下移动小段距离，则带电油滴所受电场力不变

二、多项选择题

7．物体体积变化时，分子间距离会随之变化，分子势能也会发生变化，下图为分子势能

与分子间距离r的关系曲线，以下判断正确的是____________

A．当

时，分子势能最小

B．当

时，分子引力与斥力大小相等

C．当

时，分子间作用力的合力表现为引力

D．当r由

变到

的过程中，分子间作用力的合力做正功

E.在r由

逐渐增大的过程中，分子间作用力的合力做负功

8．如图，一个质量为m、带电量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。

现给圆环一个水平向右的初速度v0，在以后的运动中下列说法正确的是（）

A．圆环可能做匀减速运动

B．圆环可能做匀速直线运动

C．圆环克服摩擦力所做的功一定为

D．圆环克服摩擦力所做的功可能为

9．如图所示，甲图为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝1s时刻的波动图象，乙图为参与波动的质点P的振动图象，则下列判断正确的是

A．该波的传播速率为4m/s

B．该波的传播方向沿x轴正方向

C．经过2s，质点P沿波的传播方向向前传播4m

D．在0～1s时间内，质点P的位移为零，路程为0.4m

E.该波在传播过程中若遇到直径为3m的球，能发生明显衍射现象

10．如图所示，在光滑水平面上以水平恒力F拉动小车和木块，让它们一起做无相对滑动的加速运动，若小车质量为M，木块质量为m，加速度大小为a，木块和小车间的动摩擦因数为

.对于这个过程，某同学用了以下4个式子来表达木块受到的摩擦力的大小，下述表达式一定正确的是

A．F-MaB．maC．μmgD．Ma

三、实验题

11．图1为测量电阻的电路，Rx为待测电阻，R的阻值己知，R′为保护电阻，阻值未知，电源E的电动势未知，K1、K2均为单刀双掷开关，A为申流表，其内阻不计

（1）按图1所示的电路，在图2的实物图上连线________。

（2）测量Rx的步骤为：

将K2向d闭合，K1向______闭合，记下电流表读数l1，再将K2向c闭合，K1向______闭合（填“a”或“b”），记电流表读数I2计算Rx的公式是Rx=______。

12．某班级开展了一次10分钟实验竞赛，试题命题形式为各小组自己出题，然后交到老师那进行审核，并汇总在一起，在某自习课进行随机抽取试题比赛，某小组在本次实验竞赛中，抽到的试题为：

（1）若用主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量某一器件的长度时，显示如图1﹣甲所示，则该游标卡尺的读数为__mm．

（2）现有一多用电表，其欧姆挡的“0”刻度线与中值刻度线问刻度模糊，若用该欧姆挡的×100Ω挡，经正确调零后，规范测量某一待测电阻R时，指针所指的位置与“0”刻度线和中值刻度线间的夹角相等，如图1﹣乙所示，则该待测电阻R=__Ω．

（3）为了精确测量一电动势约为5V，内阻约为2.5Ω的直流电源的电动势E和内电阻r，现在除提供导线若干、开关一个和待测电源外，还提供有如下仪器：

A．电流表A（量程为200mA，内阻约为10Ω）

B．电流表G1（量程为50mA，内阻约为20Ω）

C．电流表G2（量程为20mA，内阻为50Ω）

D．定值电阻10Ω

E．定值电阻50Ω

F．定值电阻150Ω

H．滑动变阻器50Ω

J．滑动变阻器500Ω

选择合适的仪器，设计的实验电路如图2﹣甲所示，电流表A的读数为IA，电流表G的读数为Ig，移动滑动变阻器，测量多组IA和Ig的数据，并以IA为纵轴坐标，以Ig为横坐标描点作图，若得到的图象如图2﹣乙所示，对应的关系方程为IA=kIg+b，且测量电路中对应的仪器参数如图所示，则b=__（用R、R1、R2、Rg、RA、E和r中的某些量表示）；

若b的数值为0.4，则电路中定值电阻R2应选择：

__（填D、E或F），滑动变阻器应该选择：

__（填H或J）；在该实验电路中，是否会因为仪表有内阻而产生系统实验误差：

__（填“会”或“不会”）．

四、解答题

13．如图所示为一传送带装置模型，斜面的倾角θ，底端经一长度可忽略的光滑圆弧与足够长的水平传送带相连接，质量m=2kg的物体从高h=30cm的斜面上由静止开始下滑，它与斜面的动摩擦因数μ1=0.25，与水平传送带的动摩擦因数μ2=0.5，物体在传送带上运动一段时间以后，物体又回到了斜面上，如此反复多次后最终停在斜面底端。

已知传送带的速度恒为v=2.5m/s，tanθ=0.75，g取10m/s2。

求：

（1）物体第一次滑到底端的速度大小。

（2）从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中，求传送带与物体间摩擦产生的热量Q.

（3）从物体开始下滑到最终停在斜面底端，物体在斜面上通过的总路程。

14．如图，一带电荷量q=+0.05C、质量M=lkg的绝缘平板置于光滑的水平面上，板上靠右端放一可视为质点、质量m=lkg的不带电小物块，平板与物块间的动摩擦因数μ=0.75．距平板左端L=0.8m处有一固定弹性挡板，挡板与平板等高，平板撞上挡板后会原速率反弹。

整个空间存在电场强度E=100N/C的水平向左的匀强电场。

现将物块与平板一起由静止释放，已知重力加速度g=10m/s2，平板所带电荷量保持不变，整个过程中物块未离开平板。

求：

（1）平板第二次与挡板即将碰撞时的速率；

（2）平板的最小长度；

（3）从释放平板到两者最终停止运动，挡板对平板的总冲量。

【参考答案】

一、单项选择题

题号

1

2

3

4

5

6

答案

A

C

C

C

D

D

二、多项选择题

7．BCE

8．BC

9．BDE

10．AB

三、实验题

11．如图

a，bI2R/I1

12．

（1）103.10

（2）500（3）

，D，H，不会

四、解答题

13．

（1）2m/s

（2）20J（3）1.5m

14．

（1）平板第二次与挡板即将碰撞时的速率为1.0m/s;

（2）平板的最小长度为0.53m;（3）从释放平板到两者最终停止运动，挡板对平板的总冲量为8.0N•s

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．如图所示,在倾角为

的光滑斜面上，质量相等的甲、乙物体通过弹簧连接，乙物体通过轻绳与斜面顶端相连。

已知轻弹簧、细绳均与斜面平行，重力加速度大小为g。

剪断轻绳的瞬间，下列说法正确的是（）

A．甲、乙的加速度大小均为

B．甲的加速度为零，乙的加速度大小为

C．甲的加速度为g，乙的加速度大小为零

D．甲的加速度为零，乙的加速度大小为g

2．某静电场的方向平行于x轴，其电势

随x的分布如图所示。

一质量为2×l0-10kg、电荷量为1×10-9C的带电粒子自A点（-l，0）由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上AB间做周期为0.6s的往返运动，不计粒子重力，下列说法正确的是

A．粒子带正电B．B点的坐标为（0.5，0）

C．B点的坐标为（0.4，0）．D．从A运动到B的过程中粒子的电势能先增加后减少

3．如图所示，一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部挡板上，另一端和质量为m的小物块a相连，质量为M的小物块b位于光滑斜面上，小物块a、b之间的距离为x，小物块b在斜面上由静止沿斜面下滑，与a碰后一起沿斜面下滑但不粘连，压缩弹簧到最低点后两物块沿斜面上滑时分离，则下列说法正确的是

A．x越大，a、b碰撞损失的机械能越小

B．M越大，a、b碰后小物块a的动能越大

C．x越大，a、b碰后小物块a的最大动能位置越靠近挡板

D．M越大，a、b碰后上滑到达的分离处离挡板越远

4．使用无人机植树时，为保证树种的成活率，将种子连同营养物质包进一个很小的荚里。

播种时，在离地面10m高处、以15m/s的速度水平匀速飞行的无人机中，播种器利用空气压力把荚以5m/s的速度（相对播种器）竖直向下射出，荚进入地面下10cm深处完成一次播种。

已知荚的总质量为20g，不考虑荚所受大气阻力及进入土壤后重力的作用，取g=10m/s2，则（）

A．射出荚的过程中，播种器对荚做的功为2.5J

B．离开无人机后，荚在空中运动的时间为

s

C．土壤对荚冲量的大小为3

kg·m/s

D．荚在土壤内受到平均阻力的大小为22.5

N

5．如图所示，在真空中某点电荷的电场中，将两个电荷量相等的试探电荷分别置于M、N两点时，两试探电荷所受电场力相互垂直，且

，则以下说法正确的是

A．这两个试探电荷的电性可能相同

B．M、N两点可能在同一等势面上

C．把电子从M点移到N点，电势能可能增大

D．过MN上某点P（未标出）的电场线与MN垂直时，P、N的距离可能是P、M距离的3倍

6．以下关于物理学的发展史，不正确的表述是

A．爱因斯坦提出的光子说成功解释了光电效应的实验规律

B．卢瑟福对

粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型

C．居里夫妇发现钋、镭等都具有放射性

D．查德威克通过实验发现了质子

二、多项选择题

7．一小球做竖直上抛运动，当它回到抛出点时，速度为抛出时的3/4,设小球运动中受到的空气阻力为恒力。

下列说法中正确的是（）

A．小球受到的空气阻力与重力之比为7:

25

B．小球受到的空气阻力与重力之比为25:

39

C．小球上升的最大高度与无阻力情况下的最大高度之比为9:

16

D．小球上升的最大高度与无阻力情况下的最大高度之比为25:

32

8．水平面上固定相距为d的光滑直轨道MN和PQ，在N、Q之间连接不计电阻的电感线圈L和电阻R.匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直导轨平面向上，在导轨上垂直导轨放置一质量为m，电阻不计的金属杆ab，在直导轨右侧有两个固定挡块C、D，CD连线与导轨垂直．现给金属杆ab沿轨道向右的初速度v0，当ab即将撞上CD时速度为v，撞后速度立即变为零但不与挡块粘连．以下说法正确的是（）

A．ab向右做匀变速直线运动

B．当ab撞上CD后，将会向左运动

C．ab在整个运动过程中受到的最大安培力为

D．从ab开始运动到撞上CD时，电阻R上产生的热量小于

9．三颗质量均为M的星球（可视为质点）位于边长为L的等边三角形的三个顶点上。

如图所示，如果他们中的每一颗都在相互的引力作用下沿等边三角形的外接圆轨道运行，引力常量为G，下列说法正确的是（）

A．其中一个星球受到另外两个星球的万有引力的合力大小为

B．其中一个星球受到另外两个星球的万有引力的合力指向圆心O

C．它们运行的轨道半径为

D．它们运行的速度大小为

10．夏天的中午，雨过天晴，高三学生甲同学从家里出发骑自行车前往学校上课，则下列说法正确的是______

A．出发前，甲同学给自行车打气，若环境温度不变，发现越打气越困难，这是因为自行车车胎内气体气压增大

B．出发后，甲同学感觉十分闷热，潮湿，这是因为此时空气相对湿度较大，人体皮肤水分不会蒸发

C．甲同学经过学校内池塘边时，发现池塘中莲花的花粉散落在水中，并且在缓慢运动，这是花粉在水中做布朗运动

D．来到教室，甲同学看