4. 动能 动能定理优秀导入

《§4.4

动能

动能定理》教学设计

【课题名称】§4.4

动能

动能定理

【课型】新授课

【授课班级】高2017级2班

【授课教师】周隆

【授课时间】2018年5月10日（星期四）第7节

【教材分析】

动能，动能定理这一节是机械能和能源这一章核心的内容，是进一步学习机械能守恒定律的重要基础和解决有关能量问题的有力工具。它不仅涉及到动能变化、合外力做功的问题，也是之前重力势能变化、重力做功问题的一个补充；同样还是功与能量关系在学生心中的再一次强化，从这一节开始，学生要正式学会应用能量的观点解决相关的物理问题。本节课是动能定理的第一节课，重在掌握动能表达式的得出以及动能定理的理论推导和实验验证，初步体验动能定理的优势，为以后的学习打好铺垫。

【学情分析】

从认知上看，学生对功与能量的关系有初步的印象，也能从做功的角度来定义动能；但是对动能的深入理解以及对于验证动能定理适用于变力做功的实验的把握，还是学生学习的一个难点，特别是如何利用实验装置，如何处理实验数据，是本节课需要重点突破的地方。

从能力上看，学生初步具备了运用已有知识解决问题的能力，但对知识的整合能力、问题的探究能力及思维的严密性上还需要进一步培养和提高。比如，对于动能中速度的瞬时性、实验中的平衡摩擦力，学生往往容易忽视。

从情感上看，学生学习兴趣比较浓，能够将物理结论与实验探究紧密联系，但合作探究的意识还有待加强，应用已有知识解决新问题的迁移意识还比较淡薄。

【教学目标】

1、知识与技能：

掌握动能的定义以及相关延伸，从理论和实验两方面全面认识动能定理及其适用条件，从解题策略上感受其优越性。

2、过程与方法：

通过对重力势能表达式得出过程的回顾，再一次感受从功的角度定义能量的方法；能够应用最简单的模型，推导动能定理的表达式；能够借助实验，验证动能定理也适用于变力做功；学会巧妙处理实验数据；初步学会使用动能定理解题。

3、情感、态度、价值观：

通过类比的方式让学生体会物理知识之间的联系；通过以往实验的改进，让学生意识到旧有的知识可以用来解决全新的问题；通过实验数据的巧妙处理，让学生学会动脑；通过动能定理一节的小结，让学生意识到知识需要一步一步不断构建。

【教学重点】

动能表达式的得出、动能定理适用于变力做功的实验验证以及动能定理的应用。

【教学难点】

- 1 -

借助实验验证动能定理适用于变力做功。

【教学过程】

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

用学生已有知识作为引入，为类比迁移做铺垫

让学生对功能关系有初步认识

引出课题：动能，动能定理

提问：回忆重力势能表达式如何得出？

提示：功和能量变化的关系。

一、复习引入

归纳总结：

重力做功等于重力势能改变量相反数，进而得到重力势能的表达式mgh。

类比迁移：

动能表达式能否这样得出？动能的变化对应何种力做功？

1、找寻动能的表达式：

[情景设计]设光滑水平面上，物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定合外力F的作用下发生一段位移x，速度由v1增加到v2。

问题1.此过程力F对物体做了多少功？（W＝Fx）

问题2.由牛顿第二定律可知，力与加速度的关系如何？物体发生的位移x与加速度、速度的22关系如何？（F=ma,2ax=v2-v1）

问题3.将力F、x的表达式代入力做功的公二、式，结果如何？

22新课（W=1/2 mv2-1/2 mv1）

2

结论：动能的表达式为1/2 mv。

讲授

激活已有知识

教材重现

思考

设置情景，从做功与能量之间的关系入手，找寻动能的定义式。

步步设问，联系牛顿第二定律以及运动学的公式，得出结果式。

对结果进行分析，得到动能的定量表达式。

让学生学会从做功的角度来定义能量。

让学生学会利用最简单的情景得出复杂的结论。

2、动能的理解

（1）

单位：焦（J）

（2）

动能是标量，只有大小，没有方向。

（3）

表达式中，动能是状态量，表示物体在

逐步地全面某个状态下具有一定的速度时，也就具地去了解动能

有一定的动能，

因此v为瞬时速度

。

（4）

动能与速度的方向无关，只有正值，没有负值。

对于（4），设问：质量相同的两个物体，速度相- 2 -

对于新的概念，让学生学会从不同的侧面全面地去理解和掌握

同，动能相同么？动能相同，速度相同么？

3、动能定理

（理论推导即为创设的情景，但需要再次强调，做功指的是合外力做的功）

将前面的知识进行整合，得

到新的规律

根据已有的结论，引出动能定理的表达式和内容

合外力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中的动能的变化，这个结论叫做动能定理。

A、动能定理是否适用于变力做功？

回忆利用打点计时器测平

1.如何利用本套装置验证动能定理适用于变力均速度的实验，做功？

通过问题的回思考：研究对象？需要具体计算出来么？

答，逐步完善对2.实验中如何保证橡皮筋弹力做功成倍增长？

思考：弹力如何成倍增长？怎样保证位移（伸长）改进实验的认识

一样？

3.是否需要平衡摩擦力？如果要，如何做？

思考：需要平衡几次？是否系上纸带？如何判断平衡？

4.

注意事项：

（1）电火花打点计时器的使用；

（2）实验数据的处理；

进行实验

（3）实验顺序的调整与控制变量的标注。

5.

实验结论：动能定理也适用于变力做功。

三、拓展应用

例. 质量为ｍ=1kg的物体（可视为质点），在高度为h=0.2m的地方以初速度v0=1m/s水平抛出，已知重力加速度g=10m/s2，求该物体落地时速度的大小v.

两位同学展示，其余同学动手计算

层层设问，让学生回忆起已做实验的同时，也能够对改进实验有所认识

让学生学会合作进行实验，关注实验中的细节，将理论与实践相结合

对比牛顿运动定律与动能定理

- 3 -

练习1.质量为8g的子弹以400m/s的速度水平射入厚度为5cm的钢板，射出后的速度为100m/s，求子弹克服阻力所做的功以及子弹受到的平均阻力. 练习2.将小球自h＝2 m的高度由静止释放，小球与地面碰撞后反弹的高度为3/4h.设碰撞时没有动能的损失，且小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变.求：

(1)小球受到的空气阻力是重力的多少倍？

(2)小球从开始到停止运动的过程中运动的总路程. 四、1、功能关系

课堂2、做功的角度定义能量

总结

3、动能定理（恒力变力、优越性）

【教学流程图】

复习引入

预留训练

根据时间，选择练习，深入理解动能定理

回忆总结

让学生学会抓住课堂重点内容

重力势能表达式得出

类比迁移

讲授新课

动能表达式得出

思维提升

合作实验

动能定理变力情况

拓展应用

动能定理应用

课堂小结

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