4. 动能 动能定理含PPT的教学设计及点评

动能和动能定理(斗一朱玉柱) 教学教学内容

教学环节

（认识层面）

教师：1、利用教学平台展示电影《彗星撞地球》的视频片断，激发学生的兴趣。2、演示实验：让滑块引入新课：

物体的动能生成

与哪些因素问题

有

关？是什么样的关系？

A从光滑的导轨上滑下，与木块B相碰，推动木块做功。（1）让同一滑块从不同的高度滑下，可以看1.物理观念：

动能的定义以及影响动能核心素养

（育人层面）

流程

（知识层面）

到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多。

的因素。

（2）让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到：2.科学思维和科学探究：

质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多。

学生：1、观看视频、动手做实验；2、分组讨论感受结果：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大.即质量、速度是动能的两个影响因素.

教师：设计如下理想化的过程模型:

设某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l,速度由v1增加到v2，如图所示. 培养学生从视觉感受、主观判断再到实验探究的科学探究过程。

提出问题：

1.力F对物体所做的功是多大？

2.物体的加速度是多大？

3.物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？

4.结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子？

根据推导过程重点提示：

猜想假设：

体验

探究动能的问题

表达式

1.物理观念：

动能的表达式以及做功与动能变化的关系

2.科学思维：

控制变量法

3.科学探究：

学会从实验现象中思考分析，最终总结归纳出结论

12mv是一个新的物理量。

211222.mv2是物体末状态的一个物理量，mv1是物221.体初状态的一个物理量,其差值正好等于合力对物体做的功。合力F所做的功等于这个物理量的变化，所以在物理学中就用这个物理量表示物体的动能。

学生：1、推导W=1212mv2mv1

22 2、对动能的理解

（1）动能是标量，且只有正值，动能只与物体的速度大小有关，与速度方向无关。

（2）动能是状态量.V是瞬时速度。在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能。

（3）动能具有相对性，对不同的参考系，物体速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，一般都以地面为参考系研究物体的运动。

教师：1、通过大屏幕展示足球运动员踢球的场面，让学生观察，运动员用力将足球踢出，足球获得了动能；足球在草地上由于受到了阻力的作用，速度越来越小，动能越来越小. 问题：（1）若外力对物体做功，该物体的动能总会增加吗？

（2）如果物体对外做功，该物体的动能总会减少吗？做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢？

2、总结：外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量.其中F与物体运动同向，它做的功使物体动能增大；f与物体运动反向，它做的功使物体动能减少。它们共同作用的结果，导致了物体动能的变化。

解决

问题

验证猜想：

动能定理的理解

3、思维拓展：将上述问题再推广一步：若物体同时受几个方向任意的外力作用，情况又如何呢？引导学生推导出正确结论：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，这个结论叫动能定理。用W总1.物理观念：

（1）动能定理的表达式

（2）对总功的理解

2.科学思维和科学探究：

运用演绎推导方式推导动能定理的表达式，体会科学探究的方法. 3.科学态度与责任

以理论推导为基础，领略到自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系。

表示外力对物体做的总功，用Ek1表示物体初态的动能，用Ek2表示末态动能，则动能定理表示为：W总=Ek2-Ek1=ΔEk. 4.外力对物体做的总功的理解：有的力促进物体运动，而有的力则阻碍物体运动.因此它们做的功就有正、负之分，总功指的是各外力做功的代数和；又因为W总=W1+W2+……=F1·s+F2·s+……=F合·s，所以总功也可理解为合外力的功.

学生：1、根据课本提供的问题情景，运用牛顿第二定律和运动学公式独立推导出外力做功与物体动能变化的关系。2、分组讨论并分析总结：当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加；当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减少。

教师：1.对动能定理应用时的说明

（1）定理中各项均为标量，因此单纯速度方向评估反思：

感悟

动能定理的问题

应用

改变不影响动能大小。（2）定理中“变化”一词，并不表示动能一定增大，它的确切含义为末态与初态功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。（4）动能定理的表达式是在物体受1.物理观念：

利用动能定理解决力学问题，掌握用动能定理解题的一般步骤

理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法。通过方法比较，得的动能差，或称为“改变量”,数值可正，可负。（3）

2.科学思维与科学探究：

恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但对于外力是变力，物体做曲线运动的情况同样适用. 2、例题：一架喷气式飞机，质量m=5.0×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑.当位移达到l=5.3×102

m时，速度达到起飞速度v=60 m/s.在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍.求飞机受到的牵引力. 解法一：以飞机为研究对象，它做匀加速直线运动且受到重力、支持力、牵引力和阻力作用

F合=F-kmg=ma

①

出解决问题的简便方法。

3.科学态度与责任：

科学无捷径可走，方法可以选择。

v2又v-0=2al,所以a=

②

2l22v2由①和②得:F-kmg=m

2lF=kmg+v2m2l=0.02×5×103×10 N+5×103×602N=1.8×104 N. 225.310解法二：以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，这四个力做的功分别为WG=0，W支=0，W牵=Fl，W阻=-kmgl.据动能定理得：Fl-kmgl=12mv,代入数据，解得F=1.8×104 N. 2学生：1、理解动能定理的应用条件和注意事项。

2、自主解答例题。

3、学生讨论比较两种方法：解法一采用牛顿运动定律和匀变速直线运动的公式求解，要假定牵引力是恒力，而实际中牵引力不一定是恒力。解法二采用动能定理求解，因为动能定理适用于变力，用它可以处理牵引力是变力的情况。而且运用动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它来处理问题时比较方便。