高中物理必修二动能定理作业设计
一、课标要求:
掌握动能和动能定理，并进行简单运用
2、感悟理解动能定理解题的思路，方法，体会动能定理在实际生活中的应用。
二、作业目标:
1、学生通过课堂练习，积累数学活动经验，教师引导学生，进一步理解动能定理
2、让学生运用动能定理生活中的物理问题，发展学生抽象能力，建立物理与生活的联系，感悟理解动能定理解题的思路，方法。
三、实施过程与策略:
学生当堂完成作业，巩固所学知识，训练能力。教师“少讲”学生“多练”’，教师及时批改反馈。对于优等生，教师不满足于学生“做对”，而是指导学生进一步深入思考总结方法。对于中等生，教师不满足于学生“订正错题”，而是督促学生找到错误的原因并防止类似错误再次发生。对于潜能生，教师的批语写得尽量详细，“面批面改”，指出学生的具体错误，帮助学生弄清楚自己的问题是概念性错误、知识性错误，还是解题方法性错误、答题规范性错误等。教师督促学生订正错误后，再找一些难度接近的题目让学生强化巩固。
课堂作业内容 动能定理
一、师生共同梳理动能定理基础知识1．内容：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＝mv－mv＝Ek2－Ek1.3．物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度．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.二、教师引导1．动能定理公式中等号表明了合外力做功与物体动能的变化具有等量代换关系．合外力的功是引起物体动能变化的原因．2．动能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、Ek等，在处理含有上述物理量的问题时，优先考虑使用动能定理．3．若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可以分段考虑，也可以整个过程考虑．但求功时，有些力不是全过程都作用的，必须根据不同的情况分别对待求出总功，计算时要把各力的功连同正负号一同代入公式．三、学生练习1、 动能定理及其应用小孩玩冰壶游戏，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vA；(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.解析 (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－μmgL＝0－mv 解得vA＝(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(F－μmg)x＝mv解得F＝答案 (1) (2)2、利用动能定理求变力的功 如图所示，质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点，与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉，已知OP＝，在A点给小球一个水平向左的初速度v0，发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B.求：(1)小球到达B点时的速率；(2)若不计空气阻力，则初速度v0为多少；(3)若初速度v0＝3，则小球在从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功．解析 (1)小球恰能到达最高点B，有mg＝m，得vB＝ .(2)若不计空气阻力，从A→B由动能定理得－mg(L＋)＝mv－mv解得v0＝ .(3)由动能定理得－mg(L＋)－Wf＝mv－mv解得Wf＝mgL.答案 (1) (2) (3)mgL3、动能定理与图象结合的问题静置于水平地面上的物体质量为0.3 kg，某时刻物体在竖直拉力作用下开始运动，若取地面为零势能面，物体的机械能E和物体上升的高度h之间的关系如图所示，不计空气阻力，g＝10 m/s2.下列说法正确的是( )A．物体在OA段所受的合外力为7.5 NB．物体在AB段所受拉力为4.5 NC．物体在h＝2 m时的动能为9 JD．物体在h＝6 m时的速度为6 m/s答案 C解析 E—h图线的斜率表示除重力之外的其他力，在本题中即为竖直拉力，物体在OA段所受的拉力7.5 N，所受的合外力为4.5 N，选项A错误；物体在AB段所受拉力为3 N，选项B错误；物体在h＝2 m时，机械能为15 J，重力势能为6 J，因而动能为9 J，选项C正确．由于物体在AB段受的合外力为0，做匀速运动，故h＝6 m时的速度与h＝2 m时的速度相等，而h＝2 m时的速度为2 m/s，选项D错误．4、 利用动能定理分析多过程问题如图所示，倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R＝0.4 m的光滑半圆轨道BC平滑相连，O点为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高．质量m＝1 kg的滑块从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O点等高的D点，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ；(2)若使滑块能到达C点，求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值；(3)若滑块离开C点的速度大小为4 m/s，求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间t.解析 (1)滑块从A点到D点的过程中，根据动能定理有mg(2R－R)－μmgcos 37°·＝0－0解得：μ＝tan 37°＝0.375(2)若使滑块能到达C点，根据牛顿第二定律有mg＋FN＝由FN≥0得vC≥＝2 m/s滑块从A点到C点的过程中，根据动能定理有－μmgcos 37°·＝mv－mv则v0＝≥2 m/s，故v0的最小值为2 m/s(3)滑块离开C点后做平抛运动，有x＝vC′t，y＝gt2由几何知识得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、学生纠错和学习收获： 。
五、学生作业展示：
六、效果分析:
七、学习反思:大通县高中物理基于“双减”政策和
“三新”改革背景下作业设计
基于“双减”政策和“三新”改革背景下 《动能及动能定理》作业设计
适用章节 人教版高中物理必修 第2册（2019年版） 第八章 机械能守恒定律 8.3动能及动能定理
作业类型 课时作业
课 标 要 求 1.物理观念 通过功、重力势能的学习，学生已经初步具有能量的观念，本节将通过动能概念的学习进一步树立学生的能量观念。通过一些简单的题让学生进行理解动能及动能定理。 2.科学思维 运用演绎推导方式推导动能定理的表达式，将运动学与能量联系起来，结合实际的情境，通过计算题、探究题学习运用动能定理分析问题、解决问题的方法。 3.科学探究 通过探究外力对物体所做的功与物体动能的变化关系，学会获取知识与实验技能的方法；在计算题中通过理论分析与论证，使学生受到理性思维的训练。 4.科学态度与责任 通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣；通过课后实践与分析，培养学生的探究意识与实践能力。
知 识 结 构 《动能及动能定理》是高中物理中非常重要的一个知识点，通过本节的学习，学生将从能量的角度解决运动学中相关问题。结合直线运动、平抛运动、圆周运动的相关情境，在牛顿运动定律的基础上通过分析物体的受力和初、末状态解决多过程的复杂问题。 带电粒子在电场会受到力的作用，同时运动的过程中伴随着能量的变化。本节动能定理的学习在为之后解决电场、磁场、复合场中的相关问题打下基础。
设 计 思 路 2021年7月24日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》，具体指全面压减孩子作业负担，还需要减轻校外培训负担。在“新课程、新教材、新高考”的改革背景下为顺应高中教育改革趋势、引导提升教育品质。本团队将以《8.3 动能及动能定理》这节的知识为依托，从课前、课中、课后三个维度进行作业设计，通过教师评价、学生自评的方式让检测学生是否达到教学目标，从而有效促进学生物理学科核心素养的形成与发展。
题 型 定 位 预习自测Ⅰ Ⅰ-1 选择题 Ⅰ-2 计算题（15min）
随堂练习Ⅱ Ⅱ-1 计算题 Ⅱ-2 计算题(10min)
课后追踪Ⅲ 基础巩固 Ⅲ-1选择 Ⅲ-2选择(6min)
能力提升 Ⅲ-3 计算 Ⅲ-4选择 （10min）
综合应用 Ⅲ-5计算 (10min)
思考探究 Ⅲ-6计算(课后小组合作完成)
作业设计内容
预习自测Ⅰ 题目 答案及解析
Ⅰ-1 如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定( ) 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：木箱受力如图所示，木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可知：，所以动能小于拉力做的功，故A正确，B错误；无法比较动能与克服摩擦力做功的大小，C、D错误。
Ⅰ-2 一质量为m、速度为的列车在进站时，关闭发动机后于水平地面滑行了距离 后停了下来。试求列车受到的阻力。 分别用牛顿运动定律和动能定理求解 方法一：牛顿运动定律 由得 由以上式子得 方法二：动能定理： 由动能定理得 所以
随堂练习Ⅱ 题目 答案及解析
Ⅱ-1 一架喷气式飞机, 质量 m 为 7.0× 104 kg, 起飞过程中从静止开始滑跑。当位移L 达到 2.5 × 103 m 时, 速度达到起飞速度 80 m/s。在此过程中, 飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的 。g 取 10 m/s2 ,求飞机平均牵引力的大小。 解析：以飞机为研究对象，设飞机滑跑的方向为x轴正方向。飞机的初动能，末动能 ，合力F做的功 根据动能定理 ，有 由于，, ， 把数值代入后得到=1.04， 飞机平均牵引力的大小是 1.04。
Ⅱ-2 人们有时用"打夯"的方式把松散的地面夯实(图8.3-3)。设某次打夯符合以下模型:两人同时通过绳子对重物各施加一个力,力的大小均为320 N,方向都与竖直方向成37。, 重物离开地面30 cm后人停止施力, 最后重物自由下落把地面砸深 2 cm 。已知重物的质量为 50 kg ,g取 10 m/s2 , cos 37。= 0.8。求: （1）重物刚落地时的速度是多大 （2）重物对地 面的平均冲击力是多大 解析 两根绳子对重物的合力 由甲至丙只有绳子的拉力做功,应用动能定理可得 F合 l = mv2 = =2.5 ( 2)由丙到丁的过程中,应用动能定理可得 =（） = 重物落地时的速度大小为 2.5 m /s,对地面的平均冲击力的大小为 8.3 × 103 N。
课后追踪Ⅲ 题目 答案及解析
Ⅲ-1 1．复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变，动车在时间t内（ ） A．做匀加速直线运动 B．牵引力F逐渐增大 C．牵引力的功率 D．牵引力做功 解析：AB．高铁以恒定功率P在平直轨道上运动，则加速度 则随速度的增加，牵引力减小，加速度减小，即高铁做加速度减小的加速运动，选项AB错误； C．达到最大速速时F=f，则牵引力的功率 选项C正确； D．由动能定理可得 牵引力做功 选项D错误。
Ⅲ-2 如图所示，两个足够长的光环斜面与水平面之间的夹角都是θ，并且与中间的一段光滑圆轨道相切，圆轨道的半径为R；在右侧轨道上有一个劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧的长度为L.一质量为m的小球从左边斜面的A点由静止出发，经过圆轨道的最低点时对轨道的压力为10mg，之后冲上右侧斜面，正好使得弹簧压缩至一半，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） 小球在最低点的速度 从圆弧轨道最低点到压缩的弹簧至一半的过程中重力所做的功为 A点离水平面的高度为 小球第二次回到右侧斜面后弹簧的形变量小于弹簧长度的一半 【答案】C 【考点】本题结合斜面和圆周运动考查重力势能，弹性势能的计算及动能定理和能量守恒的应用。 【解析】在圆弧轨道的最低点根据牛顿第二定律，可算出最低点的速度为，A项错误；从圆弧轨道的最低点到压缩弹簧至一半的过程中根据能量守恒,,因此重力所做的功为-（），B项错误；从A点到最低点的过程中根据动能定理, 则A点离水平面的高度为，C项正确；整个运动过程中没有能量损失，因此能量守恒，小球第二次经过右侧斜面的对弹簧的压缩量依然是一半，D项错误。综上所述，本题选择C项。
Ⅲ-3 第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在北京和张家口联合举办，跳台滑雪是最具观赏性的项目之一。如图所示，跳台滑雪赛道由跳台A、助滑道AB、着陆坡BC等部分组成。比赛中，质量m=60kg的运动员从跳台A处以初速度v0=2m/s滑下，到达B处后水平飞出，落在着陆坡上的P点。已知AB间高度差h=30m，BP距离s=75m，着陆坡倾角，不计运动员受到的空气阻力，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2），求： （1）运动员从B到P的运动时间； （2）运动员从B水平飞出的速度； （3）运动员在AB段运动过程中克服阻力所做的功。 解析： （1）运动员从B点飞出做平抛运动，有 解得 （2）设运动员到达B点的速度为vB，有 解得 （3）从A到B，由动能定理得 解得 Wf克=6120J
Ⅲ-4 如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点，c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点。等于( ) A．20 B．18 C．9.0 D．3.0 解析：摩托车经过a点的动能为E1时，有E1＝mv，根据平抛运动规律有h＝gt，h＝v1t1；摩托车经过a点的动能为E2时，有E2＝mv，根据平抛运动规律有h＝gt，3h＝v2t2。联立以上各式可解得＝18，故B正确。
Ⅲ-5 如图1所示是游乐园的过山车，其局部可简化为如图2所示的示意图，倾角的两平行倾斜轨道BC、DE的下端与水平半圆形轨道CD顺滑连接，倾斜轨道BC的B端高度h=24m，倾斜轨道DE与圆弧EF相切于E点，圆弧EF的圆心O1，水平半圆轨道CD的圆心O2与A点在同一水平面上，DO1的距离L=20m，质量的过山车（包括乘客）从B点自静止滑下，经过水平半圆轨道后，滑上另一倾斜轨道，到达圆弧顶端F时，乘客对座椅的压力为自身重力的0.25倍．已知过山车在BCDE段运动时所受的摩擦力与轨道对过山车的支持力成正比，比例系数，EF段摩擦不计，整个运动过程空气阻力不计．（，） （1）求过山车过F点时的速度大小； （2）求从B到F整个运动过程中摩擦力对过山车做的功； （3）如图过D点时发现圆轨道EF段有故障，为保证乘客安全，立即触发制动装置，使过山车不能到达EF段并保证不再下滑，则过山车受到的摩擦力至少多大？ 解析：（1）由于已知F点乘客受到的支持力，设圆周运动半径为r，根据向心力公式 解得 （2）由动能定理可知从B点到F点， 解得 （3）从D到F过程中 触发制动后恰好能到达E点对应的摩擦力为，则 解得 要使过山车停在倾斜轨道上的摩擦力为， 综合考虑可知
Ⅲ-6 图甲所示是高速公路出口的匝道,车辆为了防止在转弯时出现侧滑的危险,必须在匝道的直道上提前减速。现绘制水平面简化图如图乙所示,一辆质量m = 2000kg 的汽车原来在水平直道上作匀速直线运动,行驶速度 = 108km/h,恒定阻力N。现将汽车的减速运动简化为两种方式：方式一为“小心刹车减速”，司机松开油门使汽车失去牵引力，在水平方向上仅受匀速运动时的恒定阻力作用；方式二为“刹车减速”，汽车做匀速直线运动的加速度。 （1）求汽车原来匀速直线行驶时的功率。 （2）司机在离弯道口Q距离为的地方开始减速，全程采取“小踩刹车减速”,汽车恰好能以15m/ s 的安全速度进入弯道,求出汽车在上述减速直线运动的过程中克服阻力做功的大小以及距离的大小 (3)在离弯道口Q距离为125m 的Р位置,司机先采取“小踩刹车减速"滑行一段距离后,立即采取“刹车减速”,汽车仍能恰好以15m/s的安全速度进入弯道,求的大小。 解析：汽车匀速运动的速度为:= 108km/ h = 30m / s 因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力为:， 汽车的功率为: 解得W 设汽车客服阻力做功为，全程采取“小踩刹车减速"时，由动能定理得: 得 由功的定义式有 解得 从p到Q的过程中，由动能定理有 =- 解得 答:(1)汽车原来匀速直线行驶时的功率是30kW. （2）汽车在上述减速直线运动的过程中克服阻力做功的大小是6.75 x.J,距离的大小是675m.
作业评价 评价内容 教师评价 学生自评
优秀 合格 需加强 能够独立完成 需要老师讲解 能够自己讲解
预习自测Ⅰ Ⅰ-1
Ⅰ-2
课堂训练Ⅱ Ⅱ-1
Ⅱ-2
课后追踪Ⅲ Ⅲ-1
Ⅲ-2
Ⅲ-3
Ⅲ-4Ⅲ-5
Ⅲ-6
