動能動能定理教學設計

《動能動能定理》教學設計一、教材和學情分析.教材分析本節(jié)內(nèi)容在教科版普通高中課程標準實驗教科書《物理》（必修2）第四章第四節(jié)位置，課程安排動能和動能定理時，沒有把兩者分開，而是以恒力做功、牛頓第二定律和勻變速運動公式演繹變換推導得出一個功能關系，同時引入了動能和動能定理，這樣教學，思路簡明。為了使學生加深理解動能定理的推導過程，還可以放手讓學生自己獨立進行推導，提高推導計算能力。同時考慮在初中學生已經(jīng)學過動能的概念，這樣講解，學生接受起來不會有什么困難，而且可以提高教學效率。通過本節(jié)內(nèi)容的學習，應使學生理解動能定理的推導過程。明白動能定理的普遍適用條件，通過對比分析使學生體會到應用動能定理解題較牛頓運動定律與勻變速運動公式解題的不同點：運用動能定理解題不涉及物體運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題有時非常簡便。.學情分析在前面內(nèi)容學習中，學生認識到某個力對物體做功一定對應著某種形式的能量變化。學生在學習本節(jié)內(nèi)容時，對動能的概念比較容易理解，對合外力對物體做的功與物體動能的變化之間的定性關系也能掌握，對它們之間定量的關系可能理論上也能推導，但做到真正地理解還有一定的難度。要真正地理解動能定理，必須要經(jīng)過感性認識到理性認識的過程，教學的起始要求不能太高，要循序漸進，從生活中眾多實際事例出發(fā)增加學生的感性認識，通過分析、體驗動能定理的本質(zhì)內(nèi)涵。通過實例分析、實驗探究、教師演示、學生動手等環(huán)節(jié)，讓每一位學生都積極參與課堂教學，體驗物理學科的樂趣。二、教學目標.知識與技能（1）理解掌握動能的概念及表達式，使用動能的公式進行計算和比較。（2）理解動能定理推導過程，掌握動能定理的表達式，理解動能定理表述的物理意義，知道動能定理的適用范圍，并能進行相關分析和計算。（3）理論聯(lián)系實際，應用動能定理解決實際問題，學習運用動能定理分析解決問題的方法。.過程與方法（1）利用恒力做功、牛頓第二定律和勻變速運動公式演繹推導得出動能定理的表達式。（2）合作討論和探究對比動力學知識解決問題與動能定理解決問題，明確動能定理解題方便快捷。（3）理論聯(lián)系實際，精講細練，學習運用動能定理分析解決問題。.情感、態(tài)度與價值觀（1）培養(yǎng)學生探究過程中獲取知識、分析實驗現(xiàn)象、處理數(shù)據(jù)的能力。（2）感受物理學中定性分析與定量表述的關系，感受使用數(shù)學語言推理的簡潔。（3）通過合作討論和體驗探究，培養(yǎng)學生對科學研究的興趣，領略自然的奇妙和諧。三、教學重、難點1、重點：（1）動能的概念和計算。（2）動能定理的推導過程及動能定理的運用。2、難點：（1）對動能定理的理解。（2）對動能定理的運用。四、教學方法以教師講授為主，實驗探究，教師示范，引導啟發(fā)學生進行討論探究學習，使用多媒體教學。五、教學過程教學環(huán)節(jié)教學活動課型新授課教師活動學生活動設計意圖備注新第一步：視頻導入利用投影展示驚濤拍岸與龍卷風的視頻片斷。學生觀察、自主思考。讓學生感受運動的物體具有課導入第二步：教師啟發(fā)教師：洶涌的波濤能沖擊堤岸，龍卷風能拔起大樹。這說明運動的物體可以做功，運動的物體也具有能量。請同學們討論，生活中還有哪些現(xiàn)象反映運動的物體具有能量？學生積極思考、討論思考并回答：奔馳的汽車、滾動的足球、擺動的樹枝、投出的籃球等運動的物體都具有能量。能量。讓學生積極參與課堂教學。2

教師：在初中物理的學習中，我們學生聆聽，回憶初啟發(fā)學生回顧已經(jīng)學習了由物體運動而具有的一中物理知識?！皠幽堋钡母欧N能量叫做什么能呢？念。板書：教師：物理學中把物體由于運動而學生聆聽4.4動具有的能量叫做動能。能動能定理教師：人類很早就利用風的動能推動帆船前進，利用水的動能驅(qū)動水回顧初中知識，車，現(xiàn)在我們能更有效地利用風和使學生記憶知水流的動能來發(fā)電。那么物體的動學生回顧并回答識發(fā)生遷移。板書：能大小跟哪些因素有關呢？一、動AC新能課教提問：在初中物理的學習中，我們（1）定已經(jīng)學習了動能的大小與什么因素義：物學有關？質(zhì)量相同的物體，讓學生實驗探體由于運動速度越大，它究。運動而實驗：探究物體的動能與什么因素具有的有關？的動能越大；運動能量叫速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能越大。讓學生在驗證做動能.猜想過程中學會研究物理的歸納推理方法。問題：動能到底跟質(zhì)量和速度有什學生觀察、自主思么定量的關系呢？動能的表達式是考。怎樣的，能否得到一個簡單公式，來計算物體的動能呢？推導：設一個物體的質(zhì)量為m，在與運動方向相同的恒定外力F（合3

新課教學外力）的作用下發(fā)生一段位移x,速度由匕增大到v2.試用牛頓運動定律和運動學公式，推導出力F對物體做功的表達式.Ha 小 *, A ?]m—|"F ；%一「/h—卜—H解：根據(jù)牛頓第二定律得：F=ma由勻加速運動公式：v2-v2=2ax,得V2-V2X=T H2a把F、x的表達式代入W=Fx,可得F做的功：E 1 1W=一mv2--mv22221分析：從表達式E 1 1W=一mv2--mv22221可以看出，這是一個功能關系。左邊W是合外力所做的功，所以右1 1邊的^mv2和mmv2應當是物2 1 2 2體在初末兩個狀態(tài)的某種能量，這種能量跟物體的質(zhì)量和速度直接相關，很可能是一個具有特殊意義的物理量，請大家討論分析并回答這個物理量的意義。學生在教師的示范下推導。思考討論分析學生答：這個物理量是動能。培養(yǎng)學生演繹變換推導探究過程中獲取知識、處理數(shù)據(jù)的能力。激發(fā)學生知識聯(lián)想探索副板書：推導過程4

新課教學【動能的理解應用】教師：它就是物體的動能，用EKK表示，即口 1 、E —rnv2K2物體的動能等于物體質(zhì)量與物體速度大小的二次方乘積的一半。講授：動能是標量，動能與物體的質(zhì)量和速度大小有關，與速度方向無關。動能的單位與功的單位相同，在國際單位制中都是焦耳。1J=1kg-m2/s2=1N-m動能具有瞬時性，是狀態(tài)量，v是瞬時速度。例1質(zhì)量為4kg的物體做自由落體運動，求物體在第1s末、第2s末的動能分別是多少？（g=10m/s2）解：設物體在t1=1s末和t2=2s末的速度分別為v1和v2由自由落體運動速度計算公式得：UJ1v2=gg2物體在t1=1s末和t?=2s末的動能分別為九和Ek2.由動能計算公式得：勾畫筆記，理解記憶動能概念和表達式。學生聽課，書寫筆記。學生應用動能表達式計算物體動能。學生聽課，看教師示范解題過程。加深學生對知識的理解鞏固。加深學生對知識的應用掌握。學習物理計算題規(guī)范解題過程。板書：（2）表達式：=［和/（3）單位：焦耳符號：J1J=1kg?m2/s2=1N-m（4）標量（動能與物體的質(zhì)量和速度大小有關，與速度方向無關.）副板書:例1解題過程5

新課教學口 1 、E=—rnv2K1 2 11 1 .E=—mv2K2 2 2代入數(shù)據(jù)得：Eki=200JEk2=800J即物體在第1s末、第2s末的動能分別為200J和800J?！緞幽芏ɡ淼睦斫鈶谩拷處煟河辛藙幽艿谋磉_式后，前面m1 1我們推出的w=mmv2--mv2…… 2221就可以寫成W=瑪2—Ek］，其中k2 k1E.2表示末動能力mv2,k2 221Ek.表示初動能不嗎2.k1 21上式表明什么問題呢？教師：做功總是與能量的變化密切相關，做功的過程就是能量變化的過程。合外力所做的功等于物體動能的變化.這一關系稱為動能定理.用AEk表示動能的該變量線2-Ek1,則W=AEk講授：1、動能定理的普適性：對任何過程的恒力、變力；勻變速、非勻變速；直線運動、曲線運動；運動全程、運動過程某一階段或瞬間過程都能運用；（只要不涉及加速度和時間，就可考慮用動能定理解決學生聆聽學生在教師引導下理解動能定理。加深學生對知識的應用掌握。加深學生對動能定理的理解。板書：二、動能定理.內(nèi)容：合外力所做的功等于物體動能的變化..表達式：W=AEk或F1SJ3對動能定理的理解：（1）動能定理的普適性（2）動6

動力學問題）能定理的研究2、動能定理的研究對象一般是一對象一個物體，也可以是幾個物體組成的加深學生對動般是一系統(tǒng)。能定理的理解。個物體，也3、動能定理的表達式是標量式，遵循代數(shù)運算。學生聽課，書寫筆記?？梢允菐讉€物體組成4、對狀態(tài)與過程關系的理解：的系新課教學（1）.功是過程量，動能是狀態(tài)量。統(tǒng)。（2）動能定理表示了過程量等于狀（3）動態(tài)量的改變量的關系。（涉及一個過能定理程兩個狀態(tài)）的表達（3）動能定理反映做功的過程是能式是標量轉(zhuǎn)化的過程。等式的左邊為合外量式。力所做的功（或各個分力做功的代（4）動數(shù)和），等式右邊為動能的變化，指能定理末動能EK2與初動能EK1之差。反映合外力做5、當合外力做正功時，W>0，故功改變△EK>0，即EK2>EK],動能增加；當物體的合外力做負功時，W<0，故4Ek<0，動能.即EK2<EK]，動能減少。加深學生對動（5）合能定理的應用。外力做例2一架噴氣式飛機，質(zhì)量正功m=5.0x103kg，起飛過程中從靜止開始直線滑跑.當位移達到x=530m學生應用動能定理解題。時，動能增力加合時，速度達到起飛速度v=60m/s.在外力做此過程中飛機受到的平均阻力是飛負功機重力的0.02倍.求飛機受到的牽引力F.（g=10m/s2）時，動能減少。7

新課教學解法一：以飛機為研究對象，它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用，做勻加速直線運動。由牛頓第二定律得：F-kmg=ma由勻變速直線運動公式v2=2ax代入數(shù)據(jù)解得F1.8X104N飛機受到的牽引力約為1.8X104N.解法二：以飛機為研究對象，對飛機起飛過程由動能定理得：(F-kmg)%=mV222代入數(shù)據(jù)解得F1.8X104N飛機受到的牽引力約為1.8X104N.教師：解法一是用牛頓第二定律和勻變速直線運動的公式求解，解法二是用動能定理求解，那么同學們比較一下，這兩種解法有什么區(qū)別呢？通過例2的講解，現(xiàn)在歸納動能定理的解題步驟：(1)確定研究對象；(2)分析物體的受力情況，明確各個力是否做功，做正功還是做負功，從而確定合外力做的功；(3)明確物體初末狀態(tài)的動能；(4)根據(jù)動能定理列方程求解.學生聽課，看教師示范解題過程。學生討論比較后得至U：動能定理解題不涉及物體運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題時比較方便.學生聽課，書寫筆記。學習物理計算題規(guī)范解題過程。培養(yǎng)學生對比分析總結(jié)歸納能力。加深學生對動能定理的掌握。

學以致用一質(zhì)量為1kg的物體靜止在粗糙的水平面上，現(xiàn)用水平外力F=20N拉其運動5m后，速度達到10m/s,求此過程中物體克服摩擦力所做的功？加深學生對動能定理的應用。課堂小結(jié).物體由于運動而具有的能量叫做動能..E 2mv2.合外力所做的功等于物體動能的變化..W=AEk.動能定理得理解.鞏固本堂課所學知識。課后作業(yè)教材P71《練習與評價》第1、4、5題鞏固本堂課所學知識。六、教學評價與反思9七、板書設計4.4動能動能定理一、動能.一、動能.物體由于