2019年《動能和動能定理》教學(xué)設(shè)計(jì)精品教育.doc

1、第7節(jié)動能和動能定理教學(xué)目標(biāo)1. 知識與技能（1）知道動能的符號、單位和表達(dá)式，會用其定義式進(jìn)行計(jì)算。（2）能用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式推導(dǎo)出動能定理，會根據(jù)動能定理的表達(dá)式計(jì)算運(yùn)動物 體的動能，深刻理解動能定理的意義。（3）知道動能定理的適用范圍（即慣性系和同一參考系）。2. 過程與方法（1）明晰運(yùn)動歸納推導(dǎo)方法獲得動能定理表達(dá)式的由特殊到一般的推廣和拓展。（2）對比分析動力學(xué)和動能定理解題，從而領(lǐng)悟運(yùn)用動能定理解題的優(yōu)越性，理解做功過 程的本質(zhì)。（3 ）知道并能運(yùn)用動能定理計(jì)算變力做功與曲線運(yùn)動的情景。3. 情感態(tài)度、價值觀通過動能定理的歸納分析推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)知識初步探究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、

2、扎實(shí)功底和求實(shí)精神。重點(diǎn)：對動能中“ v ”的深刻理解（即研究對象相對同一慣性系的速度大小）。*難點(diǎn)：熟練應(yīng)用動能定理解決動力學(xué)問題。教學(xué)過程設(shè)疑導(dǎo)入翩翩起舞的蝴蝶、飛翔的鳥兒、升空的火箭、盤旋的直升機(jī)、行進(jìn)中的坦克、水中游動的鴨鵝、流動的空氣等等都具有能量，威力巨大的龍卷風(fēng)、颶風(fēng)可拔起大樹，掀翻車輛；強(qiáng)勁臺風(fēng)登陸可導(dǎo)致災(zāi)害性暴雨洪水；流動的水具有能量， 可推動水磨，沖擊水輪機(jī)發(fā)電；高速飛行的一顆子彈具有能量，可射穿一個固定的大蘋果可見，運(yùn)動的物體能夠做功，因而具有能量。這種因運(yùn)動而具有的能量大小與哪些因素有關(guān)，我們又如何改變或利用這種能量呢？帶著此問題，我們就一起來探究動能和動能定理這一節(jié)內(nèi)

3、容。一、本節(jié)課目標(biāo)1. 用動能式計(jì)算物體運(yùn)動至不同狀態(tài)時的動能。2掌握運(yùn)用動能定理解決實(shí)際問題。3. 明確動能定理的適用范圍。4. 熟悉動能定理解題的規(guī)范程序。5. 對比功和動能間的聯(lián)系與區(qū)別，著重體會狀態(tài)量與過程量的內(nèi)涵。二、分組質(zhì)疑、研討交流前置性作業(yè)1. 一質(zhì)量為m的物體以初速度 w = 0自由落下，當(dāng)下落距離為 h時，速度為V2;2. 初速度為V1，質(zhì)量為m的物體，在與運(yùn)動方向相同的恒定外力F作用下，發(fā)生一段位移I，速度增至v2 ；3. 初速度為V1，質(zhì)量為m的小車，在粗糙水平面上受到滑動摩擦力f的作用，發(fā)生段位移I，速度減小到v2 ；4. 一初速度為vi，質(zhì)量為m的小車，在與運(yùn)動方向

4、相同的恒定外力F作用下，沿某一粗糙水平面運(yùn)動了一段位移 I，速度變?yōu)関2，此過程中小車受到的摩擦力為f。*說明：應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)，并尋找以上四中物理情景的功和動能之間的關(guān)系。（學(xué)生進(jìn)行分組推導(dǎo)，教師巡視并對學(xué)生在推導(dǎo)過程中出現(xiàn)的問題及時予以指導(dǎo)。）隨機(jī)抽取四個小組的各兩名同學(xué)分別板演公式，并口頭用語言文字較準(zhǔn)確地表述本組的結(jié)論。（教師應(yīng)適時予以鼓勵）情景1結(jié)論：mgh = gmv；1 2 1 2情景2結(jié)論：Flmv2mw ；2 21 2 12情景 3結(jié)論：-flmv2mv,；12 12情景 4結(jié)論：Ff Imv2m .2 2（學(xué)生舉手，教師讓他們推薦代表回答涉及的共同物理量。）1 2學(xué)生代

5、表：在物理學(xué)中，就用“ 一mv ”這個物理量來表示物體的動能。21 2（1） 公式：Ekmv ；k 2（2）國際單位：焦耳（簡稱“焦”）,符號為“ J ”；（3）動能特點(diǎn)： Ek為標(biāo)量，無負(fù)值，與運(yùn)動物體速度方向無關(guān)。 運(yùn)動物體的Ek具有相對性，“v”指相對同一慣性系的速度大小。一般，若無特殊 說明，Ek都是相對地面的動能。 動能是狀態(tài)量（即具有瞬時性）（預(yù)先布置作業(yè)與思考：應(yīng)用牛頓第二定律，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動規(guī)律，探尋外力做功與動能間的定量式。）鼓勵學(xué)生小組推舉代表板演,并以物理術(shù)語口頭準(zhǔn)確陳述。）（教師學(xué)堂巡視有效指導(dǎo), 教師溫馨提示：構(gòu)建物理情景：-5 -推導(dǎo)依據(jù)：由 總=Fl , F

6、= ma, v； -v2 = 2al三式整理化簡后，可得1 1W總=2mv2 -mv2 或WEk末 Ek初 f ；Ek （4）內(nèi)容：合力在一個過程中對物體所做的總功,等于物體在此過程中動能的的變化,這個結(jié)論叫做 動能定理。*注：（師生反思）其實(shí)，盡管我們推導(dǎo)W總與.-：Ek間定量關(guān)系時，采用研究物體只在單個水平恒力F作用下的光滑水平面上移動位移 I過程中的情景（不計(jì)空氣阻力的影響），即做勻加速直線運(yùn)動。實(shí)踐證明，研究對象在多個外力作用下的任意運(yùn)動都成立?。▽W(xué)生分組討論下列問題） 厶Ek 0，說明什么？ :Ek，又說明什么？（由小組學(xué)生代表回答）i Ek 0，說明合力對物體做正功，動能增加；ii

7、 Ek : 0，說明合力對物體做負(fù)功，動能減少。式中W總為合力做的總功，它等于作用在物體上的各個外力所做功的代數(shù)和。習(xí)題一物體從高出地面 H處自由落下（不計(jì)空氣阻力），落至地面并陷入沙坑 h深度 處，試求物體在沙坑中所受到的 平均阻力 與重力的比值。（教師為學(xué)生留有充分思考時間，深入學(xué)生間巡視，有效答疑解惑。）（學(xué)生分組積分，討論，充分調(diào)動學(xué)習(xí)的激情。）（學(xué)生展示可能的解法）方案一：運(yùn)用牛頓第二定律，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動規(guī)律求解；方案二：分段應(yīng)用動能定理求解；方案三：全程應(yīng)用動能定理求解。（教師：對學(xué)生板演的解題過程，由小組學(xué)生作出題后反思和小結(jié)。）（教師擇機(jī)表揚(yáng)，鼓勵學(xué)生大膽勇敢動手演練。）（

8、教師適當(dāng)針對性補(bǔ)充說明，并做精要點(diǎn)評。）（教師針對其中一女學(xué)生板演的作答，師生共同修正完善如下：）解：全程對小鋼球應(yīng)用動能定理，有W總譏 Wf阻=mg H h - F阻 h，又知 E0，據(jù)W總工廣：Ek，整理化簡后可得mg注：運(yùn)動情景如圖所示。 （師生共同反思和總結(jié)）應(yīng)用動能定理解題的步驟：（1） 確定研究對象（通常是單個物體）。（2）明晰其運(yùn)動過程，既可以是運(yùn)動的某段過程，也可以是運(yùn)動的整個過程。（3）準(zhǔn)確分析其受力，知曉各力做功的正負(fù)和零。（4） 找準(zhǔn)對應(yīng)過程的始、末動能（或始、末速度大?。?。（5）嚴(yán)格依據(jù)動能定理列式，推導(dǎo)，求解。（6）對結(jié)果作出評估和必要討論。（教師引導(dǎo)學(xué)生體悟：動能定

9、理不涉及加速度a和時間t，通過學(xué)生的親自演練，讓學(xué)子加深理解并體會其求解問題的優(yōu)越性!?。ㄐ抡n標(biāo)教科書P73的兩道例題，學(xué)生分組研討，交流。） 針對訓(xùn)練1. 一質(zhì)量為2kg的物體，以4m. s的速度沿光滑水平面向左滑行。從某時刻起，對其施加一水平向右的力，經(jīng)過一段時間后，滑塊的速度方向變?yōu)樗较蛴?，大小仍? m. s。試求此段時間內(nèi)水平力所做的功。課堂小結(jié)本節(jié)我們學(xué)習(xí)了 “動能和動能定理”，重點(diǎn)是“動能定理”，難點(diǎn)是合力做總功等于物體 動能的變化，這一點(diǎn)須深刻理解并靈活準(zhǔn)確運(yùn)用?！皠幽芏ɡ怼笔恰肮δ荜P(guān)系”的特例，它是初步運(yùn)用能量觀點(diǎn)處理力學(xué)問題的一條重要 規(guī)律。因其不涉及運(yùn)動過程的細(xì)枝末節(jié)，故應(yīng)用它處理動力學(xué)問題往往便捷。作業(yè)強(qiáng)化鞏固1.某人從距地面10m高的平臺上拋出一質(zhì)量為 0.1kg的小鋼球，落地瞬時速度大小為x時,15 ms，不計(jì)空氣阻力，試求人對小鋼球所做的功。（取g = 10 m s2）2. 子彈以某一速度擊中靜止在光滑水平面上的木塊，當(dāng)子彈進(jìn)入木塊中的深度為x木塊相對水平面移動的距離為一，試求木塊獲得的動能.