4. 动能 动能定理PPT及课堂实录内容

高一物理必修2 第4章第4节 动能 动能定理（教学设计）

一、教学目标

1.知识目标

（1）理解动能的概念，利用动能定义式进行计算，并能比较不同物体的动能；

（2）理解动能定理表述的物理意义，并能进行相关分析与计算；

（3）深化性理解合力做功的物理含义。

2.能力目标

（1）掌握恒力作用下利用牛顿运动定律和功的公式推导动能定理；

（2）理解恒力作用下牛顿运动定律理与动能定理处理问题的异同点。

3.情感目标[来源学科网ZXXK]

（1）感受物理学中定性分析与定量表述的关系，学会用数学语言推理的简洁美；

（2）体会从特殊到一般的研究方法。

二、教学要点

动能定理及其推导

三、教学难点

动能定理的理解与深化性应用

四、教学流程

教学流程

环节一：课程导入

观察思考：

教师活动

学生活动

回顾思考

动手动脑

设计意图

通过这样的设计，使学生复习旧知（1）惊涛拍岸：汹涌的波涛能冲决堤岸，说明运动的水具有能量。（多媒体投影图片）

（2）龙卷风：龙卷风能拔起大树，说明运动的空气具有能量。（多媒体投影视频）

识，引入新知识，从而激发他们的探索精神

环节二：

讲授新课

一、动能

1、指导学生阅读教材并总结

★阅读教材

思考问题

（1）动能的定义

（2）物体动能的大小跟哪些因素有关？

（3）动能的定义式

2、讲述：

（1）定义：物体由于运动而具有的能量叫动能

（2）动能的表达式

★推导动能表达式：

设一个物体的质量为m，该物体在沿运动方向上的恒力F（合力）的作用下发生一段位移x，速度由v1增大到v2 阅读课本

思考作答

让学生初步了解研究中方法的创新、思维方式的创新的精神。

培养学生阅读观察、信息处理能力，

[来源:学,科,网Z,X,X,K]

巩固概念。

这个过程中

力F做的功：W

Fx

由牛顿第二定律可知：Fma

掌握方法。

开阔学生的思维

22vv12ax

由速度位移关系可知：2由前面三式可得功与质量和速度的关系

1122Wmv2mv122

★动能的定义：物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半．

12Emv动能的表达式：k

2动能的单位：国际单位是焦耳(J) 1J1Nm1kgm2/s2

★对动能的理解：

①动能是标量，且只有正值

②动能具有瞬时性，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。

④物理意义：描述运动状态的物理量。

典型例题

【例题1】质量10g、以0.8km/s的速度飞行的子弹，质量60kg、以10m/s的速度奔跑的运动员，二者相比，那一个的动能大？

解析:子弹的动能：

Ek子弹

12m子弹v子弹3200J2运动员的动能：

Ek人

12m人v人=3000J2所以，

Ek子弹Ek人

方法点拨：本题考查动能公式的直接应用，熟记公式Ek1mv2即可，基础题目。

2二、合外力做功和物体动能的变化

1、指导学生阅读教材并总结

★阅读教材

思考问题

(1)合外力做功和物体动能的变化的关系式

（2）推导这个关系式

2、讲述：

质量为m的物体在水平方向上受到恒定的牵引力和阻力作用，经A处时的动能为1mv12，发生一段位移x2后到达位置B时的动能

12mv2，请利用牛顿定律及运动2学公式试推导在这过程中，合力对物体做功与物体动能的变化关系。

三、研究合外力做功和物体动能的关系

1、指导学生阅读教材并总结

★阅读教材

思考问题

（1）实验器材及注意的问题

（2）实验结论

（3）动能定理的内容及表达式

2、讲述：

（1）研究合外力做功和物体动能的关系

★实验原理：

★实验器材：

★实验步骤：

★数据分析：

分析上述数据，在误差允许范围内，可以得到合外力做功W与物体动能的改变量ΔEk之间的关系是：WEk

（2）动能定理：

★动能定理的内容：合外力所做的功等于物体动能的变化

★动能定理的表达式：WEkEk2-Ek1

★对动能定理的理解

①动能定理说明了功和能的密切关系，即做功的过程是能量转化的过程

②等号并不意味着“功转化成动能”，而是“功是引起动能的变化”。体会“功是能量转化的量度”

③注意：动能定理的计算式是标量式，v为相对同一参考系的速度

★动能定理适用范围：[来源学+科+网]

①恒力做功或变力做功

②曲线运动或直线运动

③单个物体或几个物体

④一个过程或全过程

【例题2】为了安全，在公路上行驶的汽车间应保持必要的距离。已知某高速公路的最高限速

vmax=120km/h,假设前方车辆突然停止，后车司机发现这一情况，从发现情况到进行制动操作，汽车通过的位移为17m，制动时汽车受到的阻力为其车重的0.5倍，该高速公路上汽车间的距离至少应为多大？（

g取10m/s2 ）

方法点拨：此题中17m实际是司机反应时间内通过的距离．解决本题的关键知道安全距离是反应时间内通过的距离和匀减速运动的位移大小之和．匀减速运动的位移可以通过动能定理求解．

环节三：课堂小结

师生共同回顾本节内容。本节主要学习了

1.动能定义及表达式

2.动能定理的内容及表达式[来源:学*科*网]呼应

突出重难点，为下一节

课教学做铺垫。

3.研究合外力做功和物体动能的关系

环节四：课堂练习

1.已知将一个物体竖直向上抛出，如果忽略空气阻力，物体向上运动到最高点的时间与从最高点落回到抛出点经历的时间相等。如果用手急速竖直向上抛出小石块时，估测手对石块所做的功。

a．需要的测量仪器是和。

b．需要测量的物理量是：

学生作答

①

②

c．手对石块所做功的表达式为W=。

答案：天平；秒表；石块的质量m；从开始抛出后到1mg2t2回到抛出点的时间t；8[来源学科网]

2．一质为2kg的物体做自由落体运动，经过A点时的速度为10m/s，到达B点时的速度是20m/s，求: （1）经过A、B两点时的动能分别是多少? （2）从A到B动能变化了多少? （3）从A到B的过程中重力做了多少功? （4）从A到B的过程中重力做功与动能的变化关系如何？