動能和動能定理教學設(shè)計.doc

7.7 動能和動能定理教學設(shè)計授課人：丁鵬飛 授課時間：2014年5月12日 授課班級：高一（11）班一、設(shè)計思路： 課程標準要求“探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系理解動能和動能定理，用動能定理解釋生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象”。 在前幾節(jié)的學習中，學生已經(jīng)建立了一種認識，那就是某個力對物體做功一定對應著某種能量形式的變化。因為有前幾節(jié)的基礎(chǔ)，本節(jié)可以放手讓學生自己去推理和定義動能的表達式。動能定理是力學中一條重要規(guī)律，它反映了外力對物體所做的總功跟物體動能改變的關(guān)系，動能定理貫穿在本章以后的內(nèi)容中，是本章的教學重點。學習掌握它，對解決力學問題，尤其是變力做功，時間未知情況下的問題有很大的方便。 本課教學設(shè)計的過程為：學生通過回憶初中所學的內(nèi)容及觀看視頻和圖片引起對物體動能變化原因的思考通過具體實例，深化對動能和動能定理的理解，并掌握動能定理解題的一般步驟通過問題引導，使學生對動能定理的物理含義有更深層次的理解通過實驗進行恒力、直線向變力，曲線過程的拓展和求證設(shè)計物理情景，通過引導讓學生自主進行理論探討和論證，找出動能的表達式 由于本節(jié)內(nèi)容較多又很重要，還需安排一節(jié)習題課，以達到良好的效果。二、教學目標： 1知識和技能： 理解動能的概念，會用動能的表達式進行計算；能運用運動學公式和牛頓第二定律理論推導動能定理的表達式；理解動能定理的物理意義； (4)會用動能定理解決力學問題，掌握用動能定理解題的一般步驟。 2過程和方法： 運用演繹推理的方法推導動能定理的表達式，體會理論探究的方法；體驗實驗與理論探究相結(jié)合的探究過程；在理解領(lǐng)悟動能定理的過程中體會類比法、微元法的應用。 3情感、態(tài)度和價值觀：通過對動能和動能定理的演繹推理，使學生從中領(lǐng)略到物理等自然學科中所蘊含的嚴謹?shù)倪壿嬯P(guān)系；通過對動能定理的深入了解，感悟運用動能定理處理問題的優(yōu)越性。三、教學重點、難點：1重點：動能概念的理解；動能定理及其應用。2難點：動能定理的表達式的推導，及對動能定理的理解。四、教學資源： 光電門，擺線錘DIS實驗裝置，多媒體課件及視頻五、教學方法：演繹推理、實驗演示六、課時安排：1課時七、教學設(shè)計來&源:中教#*網(wǎng)教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容師生互動設(shè)計意圖引入觀看視頻：子彈擊中物體的絕美瞬間展示三幅圖片：高速列車的啟動載人飛船的回收飛牌達人紙牌切入木板師：這段視頻展現(xiàn)了力量與速度的關(guān)系是如此簡單而強烈，那么圖片中的這些物體動能變化的原因是什么？生：分析、討論得出外力做功是物體動能變化的原因。師：外力做功和動能變化之間的定量關(guān)系是什么？動能如何定量表述？ 通過視頻及圖片創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學生對動能及動能變化原因的探究興趣理論探究（外力做功與動能關(guān)系）投影創(chuàng)設(shè)情景：情景1：設(shè)某物體的質(zhì)量為m，在光滑水平面上，受到與運動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移，速度由v1增加到v2，試推導出力F對物體做功與動能的關(guān)系 情景2：若地面粗糙，物體所受摩擦力恒為f，這個過程中外力做的功與動能的關(guān)系又會如何？觀察兩種情景的推導，發(fā)現(xiàn)有相同的關(guān)系Wmvmv學生對比這兩個表達式WGmgh1mgh2Wmvmv創(chuàng)設(shè)問題： 師：設(shè)問引導1外力對物體做的功是多大？ 2物體的加速度是多大？ 3物體的初速度、末速度、位移之間有什么關(guān)系？ 4結(jié)合上述三式能推導出什么關(guān)系式？ 生：兩位學生板演，其他學生自主推導：情景1：WFlFFm(vv)mvmv情景2：師：初態(tài)和末態(tài)有著相同的表述形式mv2，說明mv2應該是一個具有特定意義的物理量！對比重力做功與重力勢能的關(guān)系并回想初中對動能的定性認識，發(fā)現(xiàn)與該量的表述形式完全吻合。師：上述結(jié)論的推導是在恒力做功、直線運動過程中得出的，若做功過程對應一個曲線運動的路徑，該結(jié)論還成立嗎？若成立，則需如何驗證？學生自己推導動能定理表達式，并與已有的知識進行順應與構(gòu)建，從而得出動能的表達式拓展理論推導（從恒力、直線運動過程拓展到變力、曲線運動過程）實驗求證1.實驗裝置：2.實驗原理：3.設(shè)計表格，記錄數(shù)據(jù)4.分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論展示三種情景：師：上述的問題可用這樣一套實驗求證，根據(jù)實驗原理分析需測那些物理量？生：高度測量利用刻度盤速度測量利用光電計時器師：演示實驗，通過計算機處理實驗數(shù)據(jù)生：分析數(shù)據(jù)，討論得出結(jié)論-曲線運動中，上述結(jié)論仍然成立。（相對誤差允許的范圍之內(nèi)）師：對上述三種不同的情景，我們通過理論探究與實驗求證得到相同的規(guī)律，此結(jié)論即為力學中的一重要規(guī)律-動能定理理論探究與實驗求證相結(jié)合，使學生對動能定理獲得更深層次的理解讓學生體會紛繁復雜的物理現(xiàn)象背后隱藏著簡單的規(guī)律新知構(gòu)建（動能概念）動能(Ek)表達式：Ekmv2單位：焦耳(J)標量：沒有方向相對性：由于速度具有相對性，所以動能也具有相對性思考：質(zhì)量一定的物體1速度變化，動能是否一定變化？2動能變化，速度是否一定變化？師：動能也具有相對性，速度又有正負，但動能卻不可能為負值生：(學生通過討論得出)速度是矢量，如果速度的方向發(fā)生變化，而大小不變，則動能不變反之動能是標量，如果變化則一定是大小發(fā)生變化，如果速度的大小發(fā)生變化，則速度一定是變了強調(diào)動能的標量性和速度的矢量性間的區(qū)別和聯(lián)系新知構(gòu)建（動能定理）動能定理內(nèi)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表達式：Wmvmv進一步理解：（1）因果關(guān)系: 前因后果（2）數(shù)量關(guān)系: 功能互求(3) 同一性: l與v相對同一參考系-通常選地面師： Wmvmv這一外力做功與動能變化的關(guān)系就是我們今天學習的最重要的內(nèi)容動能定理生：完成填空W0， Ek2_ Ek1 Ek 0 W0， Ek2_ Ek1 Ek 0 進一步理解功能關(guān)系拓展應用【例1】如圖為高速攝影機 拍攝到的子彈穿過蘋果瞬間的照片。子彈擊中蘋果前的瞬間速度 約為900m/s，穿出蘋果瞬間的速度約為為800m/s，子彈的質(zhì)量約為20g ，在蘋果中穿行的路徑約為10cm。試估算子彈穿過蘋果的過程中對蘋果的平均沖力？