資源簡介

高中物理必修二動能定理作業設計
一、課標要求:
掌握動能和動能定理，并進行簡單運用
2、感悟理解動能定理解題的思路，方法，體會動能定理在實際生活中的應用。
二、作業目標:
1、學生通過課堂練習，積累數學活動經驗，教師引導學生，進一步理解動能定理
2、讓學生運用動能定理生活中的物理問題，發展學生抽象能力，建立物理與生活的聯系，感悟理解動能定理解題的思路，方法。
三、實施過程與策略:
學生當堂完成作業，鞏固所學知識，訓練能力。教師“少講”學生“多練”’，教師及時批改反饋。對于優等生，教師不滿足于學生“做對”，而是指導學生進一步深入思考總結方法。對于中等生，教師不滿足于學生“訂正錯題”，而是督促學生找到錯誤的原因并防止類似錯誤再次發生。對于潛能生，教師的批語寫得盡量詳細，“面批面改”，指出學生的具體錯誤，幫助學生弄清楚自己的問題是概念性錯誤、知識性錯誤，還是解題方法性錯誤、答題規范性錯誤等。教師督促學生訂正錯誤后，再找一些難度接近的題目讓學生強化鞏固。
課堂作業內容 動能定理
一、師生共同梳理動能定理基礎知識1．內容：力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化．2．表達式：W＝mv－mv＝Ek2－Ek1.3．物理意義：合外力的功是物體動能變化的量度．4．適用條件(1)動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動．(2)既適用于恒力做功，也適用于變力做功．(3)力可以是各種性質的力，既可以同時作用，也可以分階段作用.二、教師引導1．動能定理公式中等號表明了合外力做功與物體動能的變化具有等量代換關系．合外力的功是引起物體動能變化的原因．2．動能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、Ek等，在處理含有上述物理量的問題時，優先考慮使用動能定理．3．若過程包含了幾個運動性質不同的分過程，既可以分段考慮，也可以整個過程考慮．但求功時，有些力不是全過程都作用的，必須根據不同的情況分別對待求出總功，計算時要把各力的功連同正負號一同代入公式．三、學生練習1、　動能定理及其應用小孩玩冰壺游戲，如圖所示，將靜止于O點的冰壺(視為質點)沿直線OB用水平恒力推到A點放手，此后冰壺沿直線滑行，最后停在B點．已知冰面與冰壺的動摩擦因數為μ，冰壺質量為m，OA＝x，AB＝L.重力加速度為g.求：(1)冰壺在A點的速率vA；(2)冰壺從O點運動到A點的過程中受到小孩施加的水平推力F.解析　(1)冰壺從A點運動至B點的過程中，只有滑動摩擦力對其做負功，由動能定理得－μmgL＝0－mv 解得vA＝(2)冰壺從O點運動至A點的過程中，水平推力F和滑動摩擦力同時對其做功，由動能定理得(F－μmg)x＝mv解得F＝答案　(1)　(2)2、利用動能定理求變力的功 如圖所示，質量為m的小球用長為L的輕質細線懸于O點，與O點處于同一水平線上的P點處有一個光滑的細釘，已知OP＝，在A點給小球一個水平向左的初速度v0，發現小球恰能到達跟P點在同一豎直線上的最高點B.求：(1)小球到達B點時的速率；(2)若不計空氣阻力，則初速度v0為多少；(3)若初速度v0＝3，則小球在從A到B的過程中克服空氣阻力做了多少功．解析　(1)小球恰能到達最高點B，有mg＝m，得vB＝ .(2)若不計空氣阻力，從A→B由動能定理得－mg(L＋)＝mv－mv解得v0＝ .(3)由動能定理得－mg(L＋)－Wf＝mv－mv解得Wf＝mgL.答案　(1) 　(2) 　(3)mgL3、動能定理與圖象結合的問題靜置于水平地面上的物體質量為0.3 kg，某時刻物體在豎直拉力作用下開始運動，若取地面為零勢能面，物體的機械能E和物體上升的高度h之間的關系如圖所示，不計空氣阻力，g＝10 m/s2.下列說法正確的是(　　)A．物體在OA段所受的合外力為7.5 NB．物體在AB段所受拉力為4.5 NC．物體在h＝2 m時的動能為9 JD．物體在h＝6 m時的速度為6 m/s答案　C解析　E—h圖線的斜率表示除重力之外的其他力，在本題中即為豎直拉力，物體在OA段所受的拉力7.5 N，所受的合外力為4.5 N，選項A錯誤；物體在AB段所受拉力為3 N，選項B錯誤；物體在h＝2 m時，機械能為15 J，重力勢能為6 J，因而動能為9 J，選項C正確．由于物體在AB段受的合外力為0，做勻速運動，故h＝6 m時的速度與h＝2 m時的速度相等，而h＝2 m時的速度為2 m/s，選項D錯誤．4、 利用動能定理分析多過程問題如圖所示，傾角為37°的粗糙斜面AB底端與半徑R＝0.4 m的光滑半圓軌道BC平滑相連，O點為軌道圓心，BC為圓軌道直徑且處于豎直方向，A、C兩點等高．質量m＝1 kg的滑塊從A點由靜止開始下滑，恰能滑到與O點等高的D點，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.(1)求滑塊與斜面間的動摩擦因數μ；(2)若使滑塊能到達C點，求滑塊從A點沿斜面滑下時的初速度v0的最小值；(3)若滑塊離開C點的速度大小為4 m/s，求滑塊從C點飛出至落到斜面上所經歷的時間t.解析　(1)滑塊從A點到D點的過程中，根據動能定理有mg(2R－R)－μmgcos 37°·＝0－0解得：μ＝tan 37°＝0.375(2)若使滑塊能到達C點，根據牛頓第二定律有mg＋FN＝由FN≥0得vC≥＝2 m/s滑塊從A點到C點的過程中，根據動能定理有－μmgcos 37°·＝mv－mv則v0＝≥2 m/s，故v0的最小值為2 m/s(3)滑塊離開C點后做平拋運動，有x＝vC′t，y＝gt2由幾何知識得tan 37°＝，整理得：5t2＋3t－0.8＝0，解得t＝0.2 s(t＝－0.8 s舍去)答案　(1)0.375　(2)2 m/s　(3)0.2 s四、學生糾錯和學習收獲： 。
五、學生作業展示：
六、效果分析:
七、學習反思:大通縣高中物理基于“雙減”政策和
“三新”改革背景下作業設計
基于“雙減”政策和“三新”改革背景下 《動能及動能定理》作業設計
適用章節 人教版高中物理必修 第2冊（2019年版） 第八章 機械能守恒定律 8.3動能及動能定理
作業類型 課時作業
課 標 要 求 1.物理觀念 通過功、重力勢能的學習，學生已經初步具有能量的觀念，本節將通過動能概念的學習進一步樹立學生的能量觀念。通過一些簡單的題讓學生進行理解動能及動能定理。 2.科學思維 運用演繹推導方式推導動能定理的表達式，將運動學與能量聯系起來，結合實際的情境，通過計算題、探究題學習運用動能定理分析問題、解決問題的方法。 3.科學探究 通過探究外力對物體所做的功與物體動能的變化關系，學會獲取知識與實驗技能的方法；在計算題中通過理論分析與論證，使學生受到理性思維的訓練。 4.科學態度與責任 通過動能定理的演繹推導，培養學生對科學研究的興趣；通過課后實踐與分析，培養學生的探究意識與實踐能力。
知 識 結 構 《動能及動能定理》是高中物理中非常重要的一個知識點，通過本節的學習，學生將從能量的角度解決運動學中相關問題。結合直線運動、平拋運動、圓周運動的相關情境，在牛頓運動定律的基礎上通過分析物體的受力和初、末狀態解決多過程的復雜問題。 帶電粒子在電場會受到力的作用，同時運動的過程中伴隨著能量的變化。本節動能定理的學習在為之后解決電場、磁場、復合場中的相關問題打下基礎。
設 計 思 路 2021年7月24日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》，具體指全面壓減孩子作業負擔，還需要減輕校外培訓負擔。在“新課程、新教材、新高考”的改革背景下為順應高中教育改革趨勢、引導提升教育品質。本團隊將以《8.3 動能及動能定理》這節的知識為依托，從課前、課中、課后三個維度進行作業設計，通過教師評價、學生自評的方式讓檢測學生是否達到教學目標，從而有效促進學生物理學科核心素養的形成與發展。
題 型 定 位 預習自測Ⅰ Ⅰ-1 選擇題 Ⅰ-2 計算題（15min）
隨堂練習Ⅱ Ⅱ-1 計算題 Ⅱ-2 計算題(10min)
課后追蹤Ⅲ 基礎鞏固 Ⅲ-1選擇 Ⅲ-2選擇(6min)
能力提升 Ⅲ-3 計算 Ⅲ-4選擇 （10min）
綜合應用 Ⅲ-5計算 (10min)
思考探究 Ⅲ-6計算(課后小組合作完成)
作業設計內容
預習自測Ⅰ 題目 答案及解析
Ⅰ-1 如圖，某同學用繩子拉動木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度，木箱獲得的動能一定(　　) A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功 C．等于克服摩擦力所做的功 D．大于克服摩擦力所做的功 解析：木箱受力如圖所示，木箱在移動的過程中有兩個力做功，拉力做正功，摩擦力做負功，根據動能定理可知：，所以動能小于拉力做的功，故A正確，B錯誤；無法比較動能與克服摩擦力做功的大小，C、D錯誤。
Ⅰ-2 一質量為m、速度為的列車在進站時，關閉發動機后于水平地面滑行了距離 后停了下來。試求列車受到的阻力。 分別用牛頓運動定律和動能定理求解 方法一：牛頓運動定律 由得 由以上式子得 方法二：動能定理： 由動能定理得 所以
隨堂練習Ⅱ 題目 答案及解析
Ⅱ-1 一架噴氣式飛機, 質量 m 為 7.0× 104 kg, 起飛過程中從靜止開始滑跑。當位移L 達到 2.5 × 103 m 時, 速度達到起飛速度 80 m/s。在此過程中, 飛機受到的平均阻力是飛機所受重力的 。g 取 10 m/s2 ,求飛機平均牽引力的大小。 解析：以飛機為研究對象，設飛機滑跑的方向為x軸正方向。飛機的初動能，末動能 ，合力F做的功 根據動能定理 ，有 由于，, ， 把數值代入后得到=1.04， 飛機平均牽引力的大小是 1.04。
Ⅱ-2 人們有時用"打夯"的方式把松散的地面夯實(圖8.3-3)。設某次打夯符合以下模型:兩人同時通過繩子對重物各施加一個力,力的大小均為320 N,方向都與豎直方向成37。, 重物離開地面30 cm后人停止施力, 最后重物自由下落把地面砸深 2 cm 。已知重物的質量為 50 kg ,g取 10 m/s2 , cos 37。= 0.8。求: （1）重物剛落地時的速度是多大 （2）重物對地 面的平均沖擊力是多大 解析 兩根繩子對重物的合力 由甲至丙只有繩子的拉力做功,應用動能定理可得 F合 l = mv2 = =2.5 ( 2)由丙到丁的過程中,應用動能定理可得 =（） = 重物落地時的速度大小為 2.5 m /s,對地面的平均沖擊力的大小為 8.3 × 103 N。
課后追蹤Ⅲ 題目 答案及解析
Ⅲ-1 1．復興號動車在世界上首次實現速度350km/h自動駕駛功能，成為我國高鐵自主創新的又一重大標志性成果。一列質量為m的動車，初速度為，以恒定功率P在平直軌道上運動，經時間t達到該功率下的最大速度，設動車行駛過程所受到的阻力f保持不變，動車在時間t內（　　） A．做勻加速直線運動 B．牽引力F逐漸增大 C．牽引力的功率 D．牽引力做功 解析：AB．高鐵以恒定功率P在平直軌道上運動，則加速度 則隨速度的增加，牽引力減小，加速度減小，即高鐵做加速度減小的加速運動，選項AB錯誤； C．達到最大速速時F=f，則牽引力的功率 選項C正確； D．由動能定理可得 牽引力做功 選項D錯誤。
Ⅲ-2 如圖所示，兩個足夠長的光環斜面與水平面之間的夾角都是θ，并且與中間的一段光滑圓軌道相切，圓軌道的半徑為R；在右側軌道上有一個勁度系數為k的輕質彈簧，彈簧的長度為L.一質量為m的小球從左邊斜面的A點由靜止出發，經過圓軌道的最低點時對軌道的壓力為10mg，之后沖上右側斜面，正好使得彈簧壓縮至一半，重力加速度為g。則下列說法正確的是（ ） 小球在最低點的速度 從圓弧軌道最低點到壓縮的彈簧至一半的過程中重力所做的功為 A點離水平面的高度為 小球第二次回到右側斜面后彈簧的形變量小于彈簧長度的一半 【答案】C 【考點】本題結合斜面和圓周運動考查重力勢能，彈性勢能的計算及動能定理和能量守恒的應用。 【解析】在圓弧軌道的最低點根據牛頓第二定律，可算出最低點的速度為，A項錯誤；從圓弧軌道的最低點到壓縮彈簧至一半的過程中根據能量守恒,,因此重力所做的功為-（），B項錯誤；從A點到最低點的過程中根據動能定理, 則A點離水平面的高度為，C項正確；整個運動過程中沒有能量損失，因此能量守恒，小球第二次經過右側斜面的對彈簧的壓縮量依然是一半，D項錯誤。綜上所述，本題選擇C項。
Ⅲ-3 第24屆冬季奧林匹克運動會將于2022年在北京和張家口聯合舉辦，跳臺滑雪是最具觀賞性的項目之一。如圖所示，跳臺滑雪賽道由跳臺A、助滑道AB、著陸坡BC等部分組成。比賽中，質量m=60kg的運動員從跳臺A處以初速度v0=2m/s滑下，到達B處后水平飛出，落在著陸坡上的P點。已知AB間高度差h=30m，BP距離s=75m，著陸坡傾角，不計運動員受到的空氣阻力，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2），求： （1）運動員從B到P的運動時間； （2）運動員從B水平飛出的速度； （3）運動員在AB段運動過程中克服阻力所做的功。 解析： （1）運動員從B點飛出做平拋運動，有 解得 （2）設運動員到達B點的速度為vB，有 解得 （3）從A到B，由動能定理得 解得 Wf克=6120J
Ⅲ-4 如圖，在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑，該坑沿摩托車前進方向的水平寬度為3h，其左邊緣a點比右邊緣b點高0.5h。若摩托車經過a點時的動能為E1，它會落到坑內c點，c與a的水平距離和高度差均為h；若經過a點時的動能為E2，該摩托車恰能越過坑到達b點。等于(　　) A．20 B．18 C．9.0 D．3.0 解析：摩托車經過a點的動能為E1時，有E1＝mv，根據平拋運動規律有h＝gt，h＝v1t1；摩托車經過a點的動能為E2時，有E2＝mv，根據平拋運動規律有h＝gt，3h＝v2t2。聯立以上各式可解得＝18，故B正確。
Ⅲ-5 如圖1所示是游樂園的過山車，其局部可簡化為如圖2所示的示意圖，傾角的兩平行傾斜軌道BC、DE的下端與水平半圓形軌道CD順滑連接，傾斜軌道BC的B端高度h=24m，傾斜軌道DE與圓弧EF相切于E點，圓弧EF的圓心O1，水平半圓軌道CD的圓心O2與A點在同一水平面上，DO1的距離L=20m，質量的過山車（包括乘客）從B點自靜止滑下，經過水平半圓軌道后，滑上另一傾斜軌道，到達圓弧頂端F時，乘客對座椅的壓力為自身重力的0.25倍．已知過山車在BCDE段運動時所受的摩擦力與軌道對過山車的支持力成正比，比例系數，EF段摩擦不計，整個運動過程空氣阻力不計．（，） （1）求過山車過F點時的速度大小； （2）求從B到F整個運動過程中摩擦力對過山車做的功； （3）如圖過D點時發現圓軌道EF段有故障，為保證乘客安全，立即觸發制動裝置，使過山車不能到達EF段并保證不再下滑，則過山車受到的摩擦力至少多大？ 解析：（1）由于已知F點乘客受到的支持力，設圓周運動半徑為r，根據向心力公式 解得 （2）由動能定理可知從B點到F點， 解得 （3）從D到F過程中 觸發制動后恰好能到達E點對應的摩擦力為，則 解得 要使過山車停在傾斜軌道上的摩擦力為， 綜合考慮可知
Ⅲ-6 圖甲所示是高速公路出口的匝道,車輛為了防止在轉彎時出現側滑的危險,必須在匝道的直道上提前減速。現繪制水平面簡化圖如圖乙所示,一輛質量m = 2000kg 的汽車原來在水平直道上作勻速直線運動,行駛速度 = 108km/h,恒定阻力N。現將汽車的減速運動簡化為兩種方式：方式一為“小心剎車減速”，司機松開油門使汽車失去牽引力，在水平方向上僅受勻速運動時的恒定阻力作用；方式二為“剎車減速”，汽車做勻速直線運動的加速度。 （1）求汽車原來勻速直線行駛時的功率。 （2）司機在離彎道口Q距離為的地方開始減速，全程采取“小踩剎車減速”,汽車恰好能以15m/ s 的安全速度進入彎道,求出汽車在上述減速直線運動的過程中克服阻力做功的大小以及距離的大小 (3)在離彎道口Q距離為125m 的Р位置,司機先采取“小踩剎車減速"滑行一段距離后,立即采取“剎車減速”,汽車仍能恰好以15m/s的安全速度進入彎道,求的大小。 解析：汽車勻速運動的速度為:= 108km/ h = 30m / s 因為汽車做勻速直線運動，所以牽引力為:， 汽車的功率為: 解得W 設汽車客服阻力做功為，全程采取“小踩剎車減速"時，由動能定理得: 得 由功的定義式有 解得 從p到Q的過程中，由動能定理有 =- 解得 答:(1)汽車原來勻速直線行駛時的功率是30kW. （2）汽車在上述減速直線運動的過程中克服阻力做功的大小是6.75 x.J,距離的大小是675m.
作業評價 評價內容 教師評價 學生自評
優秀 合格 需加強 能夠獨立完成 需要老師講解 能夠自己講解
預習自測Ⅰ Ⅰ-1
Ⅰ-2
課堂訓練Ⅱ Ⅱ-1
Ⅱ-2
課后追蹤Ⅲ Ⅲ-1
Ⅲ-2
Ⅲ-3
Ⅲ-4Ⅲ-5
Ⅲ-6

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