【教育资料】教科版物理必修2 第四章 第3-4节势能;动能 动能定理2 动能定理的内容及应用条件 (讲义)学习
教科版高中物理第一册(必修2)第四章《动能定理》教案新部编本
教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科：_____________任教年级：_____________任教老师：_____________xx市实验学校动能动能定理教科版高中物理第一册（必修2）第四章《机械能和能源》第四节一、教材与学情分析：1.教材分析（1）教学内容《动能动能定理》是教育科学出版社高中物理第一册（必修2）第四章第四节的内容。
其主要内容是机械能和能源部分的重要内容之一。
（2）教材的地位与作用动能定理是力学中最重要的规律之一。
本节内容是功能关系的重要体现，是推导机械能守恒定律的依据。
通过这节内容的学习可以让学生获得除用牛顿运动定律解决动力学问题的另一方法即：动能定理，这也是每年高考必考内容。
因此是本章的重中之重。
2.学情分析学生在初中对动能有了感性认识，知道运动的物体具有动能而且动能的大小与物体的质量和速度有关。
通过高一物理（必修2）第四章前几节的学习，了解了功并能进行简单的计算，初步了解了功能关系。
在此基础上就为实验探究外力做功与物体动能变化的定量关系，为理论推导动能定量奠定了基础。
另一方面：该班学生属于学校第二层次的学生有一定分析问题的能力和探究能力。
二、教学目标依据新课程标准的理念和学生情况，现制定如下教学目标：1.知识与技能：①掌握动能的概念、表达式。
②理解动能定理及其推导过程、适用范围、简单应用。
2.过程与方法：①设置问题启发学生的思考，让学生从理论上探究恒力做功与物体动能变化的关系。
②探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法。
③通过学生间的交流和评价培养了学生合作学习的能力。
3．态度情感与价值观：①在学生讨论与交流的基础上组织学生进行探究性实验，通过实际操作、数据记录、数据处理等培养学生利用实验解决物理问题的能力，激发学生学习物理的兴趣。
②通过探究验证培养合作精神和积极参与的意识。
4.教学重点、难点：①建立动能的概念，理论探究动能定理。
物理同步优化指导(教科版必修2)课件：第4章 第4节 动能 动能定理
【题后总结】
法的选择
动能定理与牛顿运动定律运动学公式结合
动能定理与牛顿运动定律运动学公式结合法是解决力学问 题的两种重要方法，有的问题既能用牛顿运动定律与运动学公 式结合法解决也能用动能定理解决：
1 2 1 2 也就是 W＝ mv2－ mv1． 2 2
2．归纳：动能
运动 而具有的能． (1)定义：物体由于______ 1 2 Ek＝ mv 2 (2)表达式：____________ ． 焦耳． (3)单位：与功的单位相同，国际单位为______ 1 N· m ＝__________ 1 kg· m2/s2 ． 1 J＝________
)
C．物体的动能变化，其运动状态一定发生改变
D．物体的速度变化越大，其动能一定变化也越大
解析：选项A中若速度的方向变化而大小不变，则其动能
不变化，故选项 A错误；选项 B 中物体所受合外力不为零，只 要速度大小不变，其动能就不变化，如匀速圆周运动中，物体 所受合外力不为零，但速度大小始终不变，动能不变，故选项 B错误；选项 C 中，物体动能变化，其速度一定发生变化，故
(4)动能是标量，只有大小没有方向． 3．思考：物体的速度变化、动能是否一定变化？物体的 动能变化，速度是否一定变化？
提示：不一定，一定．
二、合外力做功和物体动能的变化
1 ．推导：如图所示，物体的质量为 m ，在与运动方向相
同的恒力F的作用下发生了一段位移 l，速度由v1增加到v2，此 过程力F做的功为W．
此合力不一定为零，选项D错误．
答案：A
【题后总结】
动能与速度的关系：当动能发生变化时，
物体的速度(大小)一定发生了变化；当速度发生变化时，可能 仅是速度方向的变化，物体的动能可能不变．
2021学年高中物理第四章机械能和能源4课时1动能动能定理课件教科版必修2
2.一个质量为0.1 kg的球在光滑水平面上以5 m/s 的速度匀速运动，与竖 直墙壁碰撞以后以原速率被弹回，假设以初速度方向为正方向，那么小 球碰墙前后速度的变化－为10_m__/_s ____，动能的变化0 为__.
答案
重点探究
导学探究
一、动能 合外力做功和物体动能的变化
如图1所示，光滑水平面上质量为m的物体在水平恒力F的作用下向前运
图3
√B.力F对甲、乙两个物体做的功一样多
D.甲、乙两个物体获得的动能一样
解析 答案
针对训练2 一列车的质量是5.0×105 kg，在平直的轨道上以额定功率 3 000 kW加速行驶，当速率由10 m/s加速到所能到达的最大速率30 m/s 时，共用了2 min，设列车所受阻力恒定，那么： (1)列车所受的阻力多大？ 答案 1.0×105 N 解析 列车以额定功率加速行驶时，其加速度在减小，当加速度减小到 零时，速度最大，此时有P＝Fv＝fvmax 所以列车受到的阻力 f＝vPmax＝1.0×105 N
√A.一般情况下，Ek＝12mv2 中的v是相对于地面的速度 √B.动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关
C.物体以一样的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反 D.当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化
解析 动能是标量，由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关. 动能具有相对性，无特别说明，一般指相对于地面的动能.选A、B.
解析 急刹车后，车只受摩擦力的作用，且两种情况下摩擦力的大小是一
样的，汽车的末速度皆为零，故：
－fx1＝0－12mv12
－ ②f式x2除＝以0－①12式mv得22 xx21＝vv2122
x2＝vv2122x1＝862×3.6
教科版高一物理必修2 第四章第4节 动能 动能定理 教案设计
《动能动能定理》教学设计一、教材和学情分析1.教材分析本节内容在教科版普通高中课程标准实验教科书《物理》(必修2) 第四章第四节位置，课程安排动能和动能定理时，没有把两者分开，而是以恒力做功、牛顿第二定律和匀变速运动公式演绎变换推导得出一个功能关系，同时引入了动能和动能定理，这样教学，思路简明。
为了使学生加深理解动能定理的推导过程，还可以放手让学生自已独立进行推导，提高推导计算能力。
同时考虑在初中学生已经学过动能的概念，这样讲解，学生接受起来不会有什么困难，而且可以提高教学效率。
通过本节内容的学习，应使学生理解动能定理的推导过程。
明白动能定理的普遍适用条件，通过对比分析使学生体会到应用动能定理解题较牛顿运动定律与匀变速运动公式解题的不同点：运用动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题有时非常简便。
2.学情分析在前面内容学习中，学生认识到某个力对物体做功一定对应着某种形式的能量变化。
学生在学习本节内容时，对动能的概念比较容易理解，对合外力对物体做的功与物体动能的变化之间的定性关系也能掌握，对它们之间定量的关系可能理论上也能推导，但做到真正地理解还有一定的难度。
要真正地理解动能定理，必须要经过感性认识到理性认识的过程，教学的起始要求不能太高，要循序渐进，从生活中众多实际事例出发增加学生的感性认识，通过分析、体验动能定理的本质内涵。
通过实例分析、实验探究、教师演示、学生动手等环节，让每一位学生都积极参与课堂教学，体验物理学科的乐趣。
二、教学目标1.知识与技能（1）理解掌握动能的概念及表达式，使用动能的公式进行计算和比较。
（2）理解动能定理推导过程，掌握动能定理的表达式，理解动能定理表述的物理意义，知道动能定理的适用范围，并能进行相关分析和计算。
（3）理论联系实际，应用动能定理解决实际问题，学习运用动能定理分析解决问题的方法。
2.过程与方法（1）利用恒力做功、牛顿第二定律和匀变速运动公式演绎推导得出动能定理的表达式。
教科版高中物理必修第二册精品课件 第四章 机械能及其守恒定律 4 势能
项目 重力势能
相对性:与零势能面的选取有关,
重力势能的变化(量)
绝对性:与零势能面的选取无关,初、
同一位置的物体,选择不同的零势 末位置相同的过程,选择不同的零
特点
能面,会有不同的重力势能值
势能面,重力势能的变化相同
状态量:与某一位置对应
过程量:与位置的变化过程对应
标量性:有正负,表示大小
出过程中( BD
)
A.橡皮筋的弹性势能增加
B.橡皮筋的弹性势能减少
C.橡皮筋的弹力对模型飞机做负功
D.橡皮筋的弹力对模型飞机做正功
解析 在橡皮筋将模型飞机弹出过程中,橡皮筋的弹力对模型飞机做正功,
橡皮筋的弹性势能减小,故B、D正确。
重难探究•能力素养全提升
探究一
重力做的功
【情境探究】
如图所示,一个质量为m的物体,从高度为h1的位置A分别按下列三种方式
运动到高度为h2的位置B,在这个过程中思考并讨论以下问题:
(1)根据功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功。
(2)求出丙中重力做的功。
(3)重力做功有什么特点?
要点提示 (1)甲中WG=mgh=mgh1-mgh2,
乙中WG'=mglcos θ=mgh=mgh1-mgh2。
(2)把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2、…,由于每一段都很小,
跟物体运动的路径无关。
【方法突破】
1.重力做功的特点
重力做功与路径无关,只与始末位置的高度差有关。
2.重力做功特点的理解
重力是恒力,而恒力做功等于力F与在力F方向上的位移的乘积,重力方向
是竖直向下的,因此重力做功只与重力方向上的位移有关,也就是竖直方向
高中物理第四章4动能动能定理教案3教科版必修2
第4节 动能 动能定理教学过程：引入新课 [新课教学] [实验探究]影响小球动能大小的因素有哪些?准备三个小球，其中两个质量相同，第三个质量大一些让学生回顾初中的实验。
一、动能的表达式学生(回答刚才的问题，总结实验结论)：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大． 教师：那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢?我们来看这样一个问题． (投影展示课本例题，学生讨论解决问题，独立完成推导过程)设物体的质量为m ，在与运动方向相同的恒定外力F 的作用下发生一段位移L ，速度由V l 增大到V 2，如图5．7—2所示．试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F 对物体做功的表达式．(投影展示学生的推导过程，让学生独立完成推导过程)教师：刚才这位同学推导得很好，最好是在推导过程中加上必要的文字说明，这样就更完美了．这个结论说明了什么问题呢?学生：从W=21222121mv mv 这个式子可以看出，“221mv ”很可能是一个具有特定意义的物理量，因为这个物理量在过程终了时和过程开始时的差，正好等于力对物体做的功，所以“221mv ”就应该是我们寻找的动能的表达式．教师(鼓励)：这位同学总结得非常好，我们都要向他学习，我们在上一节课的实验探究中已经表明，力对初速度为零的物体所做的功与物体速度的平方成正比，这也印证了我们的想法。
所以动能应该怎样定义呢?学生：在物理学中就用221mv 这个物理量表示物体的动能，用符号E k 表示,E k =221mv ．教师：动能是矢量还是标量?学生：动能和所有的能量一样，是标量． 教师：国际单位制中，动能的单位是什么?学生：动能的单位和所有能量的单位一样，是焦耳，符号J ．教师：1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173 kg ，运动速度为7．2 km ／s ，它的动能是多大?学生：根据计算可以得到我国发射的第一颗人造地球卫星正常运转的动能是4．48X109J教师：为了比较，我们再看这样一个例子；质量为50 kg 、运动速度为8m ／s 的同学在跑步中的动能是多少?学生：通过计算我们可以知道这位同学具有的动能是1．6X103J ．教师：如果这些能量全部转化为电能，能够使100W 的灯正常工作多长时间? 学生：可以使100W 的电灯正常工作16s ．教师：我们知道，重力势能和弹簧的弹性势能都与相对位置有关，那么动能有没有相对性呢? 学生：动能也应该有相对性，它与参考系的选取有关。
2020-2021学年教科版必修2 第四章 4. 动能 动能定理 课件(22张)
2、动能是状态量.V是瞬时速度。在某一时刻， 物体具有一定的速度，也就具有一定的动能。
3、动能具有相对性，对不同的参考系，物体 速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动能， 一般都以地面为参考系研究物体的运动。
随 堂 练 关于动能的理解，下列说法正确的是： 习
A、一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化。 B、一定质量的物体，速度不变时，动能一定不变。
H
3、将质量m=2kg的一块石头从离地面 H=2m高处由静止开始释放，落入泥潭并陷 入泥中h=5cm深处，不计空气阻力，求泥对 石头的平均阻力。（g取10m/s2）
应用动能定理解题一般步骤（尤其是变力功、曲线运动）：
1.明确对象和过程：（通常是单个物体） 2.作二分析：
⑴受力分析，确定各力做功及其正负 ⑵确定初、末速度,明确初末状态的动能 3.由动能定理列方程：
1、 关于动能的理解，下列说法正确的是（ ）
A.动能是普遍存在的机械能的一种基本形式，凡是运动的物 体都具有动能
B.动能总是正值，但对于不同的参考系，同一物体的动能大 小是不同的
C.一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但是速度 变化时，动能不一定变化
D.动能不变的物体，一定处于平衡状态
练习
2、 物体沿高H的光滑斜面从顶端由静止 下滑，求它滑到底端时的速度大小。
4 动能和动能定理
物体由于运动而 具有的能量叫做动能。
思考：物பைடு நூலகம்的动能与哪些因素有关？ 是什么样的关系？
与物体的质量和速度有关
一、探究动能的表达式
重力做功WG
弹力做功WF
w 外力做功
重力势能mgh 弹性势能kx2/2 动能表达式？
最新教科版高中物理必修二4.4《动能动能定理》优质课件.pptx
探究一
探究二
【例 1】一物体做变速运动时,下列说法正确的有( ) 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 C.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 解析:物体的速度发生了变化,则合外力一定不为零,加速度也一定不为
探究一
探究二
【例 2】
AB 是竖直平面内的14圆弧轨道,在下端 B 与水平直轨道相切,如图所示.一小 球自 A 点起由静止开始沿轨道下滑.已知圆轨道半径为 R,小球的质量为 m,
不计各处摩擦.求: (1)小球运动到 B 点时的动能; (2)小球下滑到距水平轨道的高度为12R 时的速度大小.
探究一
(3)一般情况下,由牛顿运动定律和运动学规律能够求解的问题,用动能定 理也可以求解,并且更为简捷
探究一
探究二
解题 步骤
(1)确定研究对象和研究过程 (2)对研究对象进行受力分析(研究对象以外的物体施于研究对象的力 都要分析,含重力) (3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正 负).如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段 做的功 (4)写出物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能) (5)按照动能定理列式求解
推
导 过 程
W = Fx
2ax = v22-v12
⇒W=12
mv2
2
−
1 2
mv1
2
F = ma
适 (1)动能定理适用于直线运动,也适用于曲线运动 用 (2)适用于恒力做功,也适用于变力做功 范 (3)既能研究单一物体,也能研究物体系统 围 (4)若物体运动包含几个不同的过程时,可分段考虑,也可以整体处理
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二、重难点提示：
重点：理解动能定理，能运用动能定理解答实际问题。
难点：动能定理的适用条件及动能变化的量度。
一、动能定理
1. 内容：合外力在一个过程中对物体所做的功等于物体在这个过程中动能的变化。
2. 表达式：W ＝2122mv －2
121mv ＝12k k E E -。
3. 物理意义：合外力所做的功是物体动能变化的量度。
【要点阐述】
（1）决定关系：合外力的功是因，动能变化是果。
（2）理解：力在位移上的累积使物体能量发生的变化。
4. 适用条件：
（1）动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；
（2）既适用于恒力做功，也适用于变力做功；
（3）力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用；
（4）动能定理适用于单个物体。
二、合外力、合外力所做的功、动能变化的关系
1. 000≠⇒≠∆⇒≠合合F E W k ；
2. 0v 0≠∆⇒≠合F ，但不一定能得到0≠合W ，因为有合外力但不一定做功。
例题1 甲、乙两物体质量之比m 1∶m 2＝1∶2，它们与水平桌面间的动摩擦因数相同，在水平桌面上运动时，因受摩擦力作用而停止。
（1）若它们的初速度相同，则运动位移之比为________；
（2）若它们的初动能相同，则运动位移之比为________。
思路分析：设两物体与水平桌面间的动摩擦因数为μ。
（1）它们的初速度相同，设为v 0，由动能定理得：
所以
（2）它们的初动能相同，设为E k ，由动能定理得：
所以
答案：（1）1∶1 （2）2∶1
例题2 小孩玩冰壶游戏，如图所示，将静止于O 点的冰壶（视为质点）沿直线OB 用水平恒力推到A 点放手，此后冰壶沿直线滑行，最后停在B 点。
已知冰面与冰壶的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m ，OA ＝x ，AB ＝L 。
重力加速度为g 。
求：
（1）冰壶在A 点的速率v A ；
（2）冰壶从O 点运动到A 点的过程中受到小孩施加的水平推力F 。
思路分析：（1）冰壶从A 点运动至B 点的过程中，只有滑动摩擦力对其做负功，由动能定理得
解得
（2）冰壶从O 点运动至A 点的过程中，水平推力F 和滑动摩擦力同时对其做功，由动能定理得
解得
答案：（1）gL μ2 （2）
x L mgx +μ 【方法提炼】
应用动能定理时应注意的问题：若有多个力做功时，必须明确各力做功的正负，待求的变力的功若为负功，可以设克服该力做功为W ，则表达式中应用－W ；也可以设变力的功为W ，则字母W 本身含有负号。
满分训练：如下图所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力。
已知AP ＝2R ，重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中（ ）
A. 重力做功2mgR
B. 机械能减少mgR
C. 合外力做功mgR
D. 克服摩擦力做功2
1mgR 思路分析：小球到达B 点时，恰好对轨道没有压力，故只受重力作用，根据mg ＝R mv 2
得小球在B 点的速度v ＝gR 。
小球从P 点到B 点的过程中，重力做功W ＝mgR ，故选项
A 错误；减少的机械能Δ减E ＝mgR －21mv 2＝21mgR ，故选项
B 错误；合外力做功合W ＝2
1mv 2＝21mgR ，故选项C 错误；根据动能定理得mgR －W f ＝21mv 2－0，所以W f ＝mgR －21mv 2＝2
1mgR ，故选项D 正确。
答案：D。