高中物理第3章动能的变化与机械功3.3动能定理的应用教案.docx

3.3动能定理的应用教研中心教学指导一、课标要求1.掌握外力对物体所做的总功的计算，理解“代数和”的含义，培养学生分析实验结果、从中得出规律的能力.2.知道应用动能定理的解题过程及动能定理的适用范围，经历探究归纳的一般程序和方法，培养分析推理的能力.3.用动能定理进行简单的分析和计算，培养学生分析实际问题的能力.4.培养实验探究验证物理规律的能力和创造能力.二、教学建议 通过案例分析探究动能变化与功的关系，首先从汽车行驶制动距离与汽车速率对应关系入手，得出动能变化与功的关系，激发学生的学习兴趣和探究的欲望；再通过研究实际问题中多个力同时做功与动能变化得到合力做功与动能变化的关系，从而解决实际问题；通过实验探究动能变化计算变力做功，引导学生进行分析推理动能定理的适用范围的探究活动；最后总结动能定理的一般解题步骤，培养学生的解题能力和创新精神. 在中学，动能定理是认识功能关系、解决动力学问题的金钥匙.有必要在进行“功能”教学中，就渗透“外力做功与动能变化”这一动能定理的思想，激发非智力因素，学好高中物理. 值得提及的是，尽管研究对象的动能随选取的参考系不同而异，但动能定理所研究的是动能变化与外力做功之间的关系，相对于惯性参考系总能得到确定的结果.教学中应向学生交代，运用动能定理时必须使有关参量相对于同一参考系.资源参考动能轨道武器的发展方向 国外正迅猛发展且日趋成熟的动能武器代表着现代武器技术发展的两大方向之一.高级自动寻的技术是动能武器的核心技术.动能拦截器是动能武器的核心部分，它采用高级自动寻的技术，实现高精度自主探测、制导、控制和对目标直接碰撞动能毁伤，是一种高精度、高机动、高智能、光电信息高度密集的信息化武器.国外发展现状与趋势： 夺取制天权将成为未来夺取制空权、制海权和制地权的前提.外空军事化已成为必然的发展趋势.争夺空间优势将是世界各国关注的焦点.以美国和俄罗斯为代表，各国采取了一系列发展空间军事力量的举措. 美国为适应全球军事战略和谋求在未来太空领域的绝对优势的需求，其外空军事计划的一系列重大举措正在被有步骤、有计划、积极地加速推进.其谋求空间优势的步骤可以明显地分为3步：一、对地面作战提供空间支援；二、控制空间；三、部署天基武器，实施全球攻击.可以明显看出，控制空间已成为一场典型的军事革命. 目前，美国正在处于完善第一步、加速发展第二步、积极探索第三步的状态，其在控制空间方面的设想主要为：完善太空监视，保护自己的卫星，确保自由进入太空，阻止对方使用太空，阻止对方使用其太空能力等.其相应采取了以下措施：建立完备的空间监视系统，以全面夺取信息化战争时代的战略优势；坚持不懈地发展反卫星武器，明确提出把发展摧毁卫星能力作为威慑战略的组成部分，如陆军的地基动能反卫星武器系统；积极发展卫星防护技术，包括采取抗毁加固和抗干扰措施，比如对重要战略地位的GPS提出了导航战计划和现代化改进计划；积极发展天基武器和相关的技术；研究发展新的作战理论，通过举行“施里弗”太空战军事模拟演习，以检验和评估其新型的外空作战理论；适时开展军队组织改编，建立天军. 俄罗斯把空间作战武器系统分为两大部分空间攻防作战武器系统和空间保障作战武器系统. 俄罗斯设想在空间进攻作战中反卫星作战将成为主要作战样式，使用的武器有“特拉”-3陆基高能激光武器打击近地轨道敌军用卫星，使用轨道轰炸机或“太空雷”对付敌近地轨道卫星，使用载人空间战斗站打击敌在近地轨道、地球同步轨道和高轨道的卫星，使用轨道飞机和航空航天飞机对卫星实施攻击. 在空间防御作战方面，俄罗斯设想主要拦截敌洲际弹道导弹和潜射弹道导弹，包括陆基核能反导武器以及载人空间战斗站等. 国外动能轨道武器发展需求： 为对付军事卫星等空间目标威胁发展反卫星武器，世界大国均在大力发展航天技术，发射各种军事卫星与轨道飞行器，威胁敌对方的国家安全. 低轨成像军事侦察卫星为战场透明化提供支撑手段，全球性的、实时和近实时的、全天候和昼夜的侦察、监视、进攻评估及环境监测，以提供战区进攻规划、战场监视和打击效果评估能力，其中威胁最大的是成像侦察卫星和低轨导弹预警卫星. 高轨卫星具有重要的战略地位，其中主要的威胁包括全球导航定位系统、地球同步轨道的预警卫星、国防通信卫星和数据中继卫星等.全球导航定位系统（GPS/GLONASS/伽利略等）是精确打击体系和整个杀伤链的核心.它是各种精确制导武器系统不可分割的重要组成部分. 为对付己方卫星受到的攻击威胁发展天基动能自卫武器.在现代化高技术局部战争中，获取战场制信息权是需要解决的首要问题.制信息权的获取始终是保障夺取战略优势和主动权、形成精确打击和积极防御能力的前提和关键. 当前，以美国和俄罗斯为首的空间军事强国都在坚持不懈地发展反卫星武器系统.例如，美国的地基动能反卫星武器系统已具备了反低轨道卫星的能力，天基动能武器也正在加紧研制之中，可形成高达3.6万千米的全轨道高度反卫星能力；俄罗斯把反卫星作战作为主要的空间作战样式，使用载人空间战斗站打击敌在近地轨道、地球同步轨道和高轨道的卫星. 卫星防护技术包括主动和被动防御措施.主动防御包括分布式卫星系统中含动能（带KKV）防御卫星、卫星自主机动、卫星干扰自卫、施放诱饵卫星和伪装等措施；被动防御包括低可探测性（隐形）、超高轨道运行和装甲防护等措施.由于体积、质量的限制，卫星上不可能装载许多被动防护装置.为了克服轨道公开性和自身易损性带来的防御弊端，采取主动自卫战略将起到事半功倍的效果.在众多主动自卫方式中，动能反拦截（动能防御卫星）是一条技术较为可行、效能较为明显的卫星自卫途径. 创造对重要地面与水面军事战略目标进行攻击的新手段，发展天对地攻击武器.导弹攻防与信息对抗是未来战争的主要形式.战略指挥中心、大型地/水面辐射源（预警雷达、舰载警戒雷达等）等关键信息节点成了重点打击的目标.打击目标还包括空间飞行器的地面测控站、注入站、接收站和中继站及其执行空间任务的保障系统.离开了这些地面站，它就不能正常发挥作用. 弹道导弹威胁与天基反导防御问题.弹道导弹由于其射程远、速度快、精度高、突防能力强、可携带包括子母弹头、核弹头或生物化学弹头（包括单弹头和子母弹头）等大规模杀伤能力弹头、破坏力大和使用方便，被列为威胁性最大的攻击性精确制导武器之一. 弹道导弹防御武器包括助推段/上升段、中段、末段高层和末段低层反导系统.天基动能反导武器用于在来袭弹道导弹的主动段/上升段实施拦截.它可与地基上升段动能反导系统一起构成对来袭弹道导弹的第一层防御.从武器系统的效能来看，尽早进行拦截有利于扩大保卫区面积，减少武器布防数量，因此最理想的情况是实施主动段/上升段拦截. 对于天基平台反导系统来说，不存在地域的限制，只要天基平台网、指挥控制网和预警探测网一经建立，可对任何地区的来袭的弹道导弹实施上升段拦截，从长远角度看，天基反导将成为空间战略防御的重要组成部分，采用天基动能武器对弹道导弹的主动段/上升段实施拦截，以构筑完整弹道导弹防御系统. 动能轨道武器组成：天基动能轨道武器体系由部署在轨道上的天基动能作战系统和支持保障系统两大部分组成.天基动能作战系统是动能轨道武器体系的主要组成部分.它包括天基动能反卫武器系统、天基动能反导武器系统、天基对地攻击武器系统、天基动能自卫轨道武器系统和其他动能轨道武器（包括控制空间的新概念轨道动能武器、占据式/污染式轨道控制武器等）.动能轨道武器体系的支持保障系统包括空间目标跟踪监视网、地面测控网、天地一体导弹预警网、天地一体作战指挥通信网和发射场系统与运载器支持系统等. 动能轨道武器的关键技术分析： （1）动能拦截器/天基动能拦截弹技术.包括动能拦截器/拦截弹总体设计与试验技术、直接侧向力控制与精确制导技术、快速响应姿/轨控发动机及动力系统、轻小光纤陀螺惯性测量与复合导航系统等关键技术. （2）精确探测跟踪与末制导技术.在精确探测跟踪与末制导技术方面，现代光学凝视成像技术、光学高帧频成像导引头和射频被动导引头技术是实现“零脱靶量”制导控制的技术基础，可直接用于天基动能轨道武器的高精度制导控制. （3）空间作战平台总体技术与平台战时测控技术.空间作战平台总体技术包括小型机动空间作战平台技术和小空间平台的设计、制造、入轨测试和在轨控制等，也包括在现有成熟的卫星平台上改进出适合天基动能轨道武器作战的武器平台总体技术. （4）空间作战指挥控制技术.鉴于空间攻防作战是一种战略为主的作战行为，因此需要建立多