课外读物名师教学实录

《动能和动能定理》教学设计

山东省博兴第二中学 刘宝泰

教材分析：

动能定理研究的是质点的功能关系，是本章的重点.本节在讲述动能和动能定理时，没有把二者分开讲述，而是以功能关系为线索，同时引入了动能的定义式和动能定理，这样叙述，思路简明，能充分体现功能关系这一线索，同时考虑到初中已经学过动能的概念，这样叙述，学生容易接受. 通过本节的学习，应使学生理解动能定理的推导过程.清楚动能定理的适用条件，通过对比分析使学生体会到应用动能定理解题较牛顿运动定律与运动学公式解题的不同点：即运用动能定理解题由于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有时比较方便. 学情分析：

本课针对高一学生，学生基础较好，思维比较活跃，从知识准备上，由于学生在初中对物理有一定了解，并学习了牛顿运动定律相关知识，且对功和能的概念有了认识，并且通过第六节的实验探究认识到做功和物体速度变化的关系即W正比于速度的二次方的基础上，但是由于初中学生还没有深入学习功能关系，所以容易凭借生活经验形成错误的潜概念理解，本课的内容与我们的生活实际息息相关，所以本节课，我将在培养学生思维转换的基础上，联系实际力求将物体能量的大小反映物体做功本领的思维渗透到本课的教学中. 课标要求

动能定理是本章教学重点，也是整个力学的重点，《课程标准》要求“探究恒力做功与物体动能变化的关系.理解动能和动能定理，用动能定理解释生活和生产中的现象”.因此，在实际教学中要注重全体学生的发展，改变学科本位的观念，注重科学探究，提倡学习方式的多样化、强调过程和方法的学习，以培养

学生的“创新意识、创新精神和实践能力”为根本出发点，激励学生“在教学过程中的主动学习和探究精神”，调动学生学习的主动性、积极性，促进其个性全面健康地发展和情感态度与价值观的自我体现.

动能定理是一条适用范围很广的物理定理，但教材在推导这一定理时，由一个恒力做功使物体的动能变化，得出力在一个过程中所做的功等于物体在这个过程中动能的变化.然后逐步扩大几个力做功和变力做功及物体做曲线运动的情况.这个梯度是很大的,为了帮助学生真正理解动能定理，教师可以设置一些具体的问题，让学生寻找物体动能的变化与哪些力做功相对应. 教学内容

人教版必修二第七章第7节《动能和动能定理》

教学目标

1.理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算 2.理解动能定理及其推导过程

3.知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算 通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣.具备一定的物理思维。

教学重点

1.动能的概念. 2.动能定理及其应用. 教学难点

对动能定理的理解. 教学方法

推理归纳法、讲授法、电教法. 教学用具

课件、导轨、物块、小球两个.

教学过程

引入新课

观看飞针穿玻璃视频。问：飞针为什么能够穿透玻璃？是物体的动能?物体的动能与什么因素有关? 学生答：物体具有很大的动能。

问：物体的动能与什么因素有关? 学生答：物体的动能与物体的质量和速度有关系。

引入

那么，物体的动能跟物体的质量速度有什么关系呢?本节课我们来研究这个问题.

［板书课题：动能、动能定理］

用多媒体出示本节课的学习目标. 1.理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算. 2.理解动能定理及其推导过程. 3.知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算. 新课教学

1.演示实验：

①介绍实验装置：让滑块A从光滑的导轨上滑下，与木块B相碰，推动木块做功. ②演示并观察现象

a.让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多.

b.让质量不同的滑块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多. ③从功能关系定性分析得到：

物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大.那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量关系呢? 2.出示思考题一：

设在光滑地面上静止放有质量为m的某物体，在与运动方向总相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度增加到v，如图所示。

①力F对物体所做的功多大?(W＝Fl) ②物体的加速度多大?a＝F/m

③物体的初速、末速、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? 让学生自行推导公式，然后和其他小组成员交流。

v22v122al

针对学生推理得到的表达式，教师分析概括：合力F所做的功等于

这个物理量的变化；又据功能关系，F所做的功等于物体动能的变化，所以在物理学中就用

这个量表示物体的动能. 讲述动能的有关问题：

a.物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半. b.公式E ｋ

＝

c.动能的单位：焦(J) d.动能是标量

e.动能具有瞬时性

f.动能具有相对性

3.动能定理的学习

设在光滑地面上有质量为m的某物体，在与运动方向总相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2 。

在对动能表达式推导的基础上推导动能定理。学生推导得出表达式：

学生叙述上式中各个字母所表示的物理量：

物体的末动能；

物体的初动能. F对物体所做的功；

请学生用语言把上式表达式叙述出来.

力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化. 教师总结

通过刚才的分析讨论：我们知道力所做的功等于物体动能的变化，这个结论叫做动能定理. 讨论

①当合力对物体做正功时，物体动能如何变化? ②当合力对物体做负功时，物体动能如何变化? 学生答：

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. 思考与讨论

1.如果物体受到几个恒力作用,动能定理中的W表示的物理意义是什么？动能定理还适用吗？

学生答：合力所做的总功。

动能定理可以表述为：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动能的变化。

2.动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解? 学生讨论得出：用化曲为直的方法将在变力作用下的曲线运动分解为若干的小过程，每个小过程可以近似看成恒力作用下的直线运动，每个小过程可以用动能定理，那么总的过程就可以用动能定理了。

动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动. 4.动能定理的应用

用多媒体出示下列例题：

一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s＝5.3×102ｍ时，达到起飞速度ｖ＝60ｍ/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力. 注意：

（1）.不要限制学生的解题思路

（2）.学生解答上述问题

（3）.抽查有代表性的解法在实物投影仪上展示：

解法一：以飞机为研究对象，它做匀加速直线运动受到重力、支持力、牵引力和阻力作用.

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W Ｇ

＝０，W 支

＝０，W 牵

＝Fs，W 阻

＝－ｋｍｇs.据动能定理得：Fs-kmgs= 代入数据，解得F＝1.9×104 Ｎ

（4）.教师讲：上边两种解法分别是：解法一是用牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解的，而解法二是用动能定理求解的，那么同学们比较一下，这两种解法有什么区别呢?

（5）.学生讨论比较后得到：

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，因为用它来处理问题时比较方便. 学生阅读课文例题的解答过程，概括用动能定理解题的方法和步骤. 学生：

（1）.确定研究对象

（2）.分析物体的受力情况

（3）.明确各个力是否做功，做正功还是做负功，进而明确合外力的功. （4）.明确物体在始末状态的动能. （5）.根据动能定理列方程求解. 补充练习巩固本节所学.然后找学生回顾本节所学。

5.作业

6.板书设计