4. 动能 动能定理教学实录与评析

【课题】动能和动能定理（1课时）

【教学内容分析】

1.课程标准对本节的要求：理解动能的定义和应用动能定理解决问题。

2.教材的地位和作用：本节内容是在上一节探究功与速度变化的关系实验的基础上进一步学习功与能量转化的定量关系。

本节课是普通高中课程标准试验教科书《物理必2》内容。本节教材目的在于理解动能定理的精髓，是进一步理解功能关系的重要支撑。

3．教材的编写思路：

在上节实验的基础上，再以一个实例引入主题，进而推导动能的表达式与动能定理，然后通过实例进一步加深对动能定理的理解和应用。

4. 教材的特点：

第一，要求学生熟悉对动能表达式的推导；

第二，注重对动能定理的理解；

第三，要求学生对研究对象与过程的选取，分析能力；

第四，注重运动学知识应用和动能定理应用的区别。

5．教材处理：动能定理是高中物理考纲要求的主干知识，对后面机械能守恒定律和能量守恒定律有重要的启示和铺垫作用，在上节实验的基础上，得出决定动能的相关因素，质量与速度。再用熟悉的物理情景进行演示实验（测量重力加速度时做过的实验）探究功与动能的定量关系（推理、演绎归纳），最后巩固动能定理。

【教学对象分析】

1.学生的兴趣：高一学生经过必修1的物理学习，特别是对牛顿三大定律和万有引力定律的学习，对物理规律解释自然现象表示了深深地叹服，有较强的求知欲和探索精神。

2.学生的知识基础：上节课通过实验明确了做功与速度变化的关系；对功与能的关系有初步的理解，如重力做功会改变物体的重力势能，弹力做功会改变物体的弹性势能等。

3.学生的认识特点：高中生的认识规律是从感性认识到理性认识，从定性到定量。学生自己推理、归纳教学内容，进行情景分析、创新能力有待训练加强。

【教学目标】

1.知识与技能

（1）理解动能的概念；

（2）知道动能定理物理意义，知道动能定理的适用范围；

（3）理解动能定理及其推导过程，会用动能定理进行计算，解决问题。

2.过程与方法

（1）通过参与整个探究过程，体验科学研究的方法和艰辛历程。

（2）探究和验证过程中掌握观察、总结、熟练使用数学知识处理物理问题

（3）熟悉推理、总结归纳的方法

3.情感态度与价值观

渗透研究自然规律的科学方法，培养学生对待科学实验严谨认真的态度，通过动能表达式和动能定理的推导演绎、理解应用，培养学生的科学探究的兴趣、好奇心与求知欲，以及敢于进取的精神。

【教学重点】

1.动能的概念. 2.动能定理及其应用. 【教学难点】

对动能定理的理解和应用。

【教学策略设计】

本节课在教学的指导思想上，以学生为主体，强调互动的师生关系，课程进行中渗透科学探究的思想，贴近生活实际，使学生探究自然规律的同时获得学习物理的乐趣，激发学生探究科学的热情。

在教学方法和手段上，综合应用实验演示、讲授、讨论演绎推导等多种方法，注重教学过程的科学探究的质量，重在理解，使学生在课程的学习中提高科学探究的能力。同时辅以多媒体课件演示，使一些无法观察，表现的物理情景得以直观呈现，加深感性认识和理性理解。

在学法指导上，让学生多进行观察思考、利用数学知识演绎推导，分析概括，从而得出结论；使学生在获取知识过程中，领会物理学的研究方法，培养严谨的科学研究的态度。 【教学用具】

多媒体课件、铁架台、打点计时器、墨粉片、纸带、重物,毫米刻度尺。

- 1 -

开始

视频

导入新课

做功改变物体速度的视频

学生提出实验方案

实验

演示实验

利用熟悉物理情景实验推导动能表达式

课件

例题1 动能大小的判

定、分析易错点

表达式各量的意义

课件

例题2 思考解题

教师补充

学生小结

课件

例题3 思考解题

- 2 -

【教学流程图】

课件

课堂小结

学生小结

教师补充

【教学过程设计】

结束

教学

内容

播放

视频

教学

活动

环节

时间

导入新课

0 教学活动

教师

（播放视频）

提问：结合所学的物理知识，你能得出哪些物理观点？

设计

学生

意图

观察思考并回答：激发认知需做功可以改变物要激发学习体的速度，也就是兴

趣

改变物体的动能。

新课 03 教学

03 我们今天先推导动能的表达式，再来探究做功和动能变化的定量关系

提问：上节实验课我们推出：做功和物体速度变化的关系：wv，则动能很可能包含v这个因子。可以设计一个实验来推导吗？

2

引入课题

0 2思考并回答：通过实验测量功的数值，再进行数据处理来寻找两者之间的关系。

小组内讨论，画出实验草图

同学甲通过实物投影展示草图并讲解：利用重物做自由落体运动，通过打点计时器测量重物下落的高提出疑问

激发学习兴

趣

05 提问：你们有哪些具体的实验方案吗？请大家分组讨论

（请同学甲上讲台来展示小组的设计方案，并解释设计原理）

引导

提出实验方案

06 让学生参与课堂教学，培养学生的逻辑思维能力 - 3 -

度计算重力做的功。其余同学参与讨论。

和口头表达能力

08 提问：此方案可行吗？

思考并回答：这个方案我们用来进行过测量重力加速度，在这里也可以用来测量重力的功。

观察思考计算

回答：重力做功与重物动能的增量基本相等。

采用熟悉的物理情景，进行再挖掘，有利于理解后面的推导

进行实验

09 12 进行演示实验，并投影所打出的纸带,测量，标记

动能表达式

推导

13 EK1mv2

2讲解：很好。在误差允许的范围里，它们相等。计算证明：wGmgl，

2v2v12vv2gll2g22212mg(v2v12)得wG

2g阅读课本，笔记：锻炼学生的动能表达式：

逻辑思维、数1学推导能力，EKmv2

加深对功能2关系的理解

即wG所以121mv2mv12

2212mv就是我们寻找2的动能表达式，请大家阅读课本（讲解）

例题1

15 （投影）例题1：双人花样溜冰时，男选手质量60Kg，速度是5m/s，女选手质量是40kg，速度是8m/s.问：谁具有的动能大？

回答1：当然是男选手动能大，因为他质量大很多。

回答2：由通过对比，找出平时学生做题易犯犯的错误，加深认识，从而使物理规律更深入人心

EK1mv2计2算得，男选手动能为750J，女选手动能为1280J，女选手的动能大于 - 4 -

男选手的动能

18 点评：我们做题时一定不能思考

想当然，这样很容易出错，一定要按我们的物理规律、公式为根据，分析问题要做到全面考虑。

在得到动能的表达式后，

做笔记

引起注意

加深理解

动能定理

19

wG121mv2mv12可以22写成wEK2EK1或W112mv2mv12可以22看出：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，这就是动能定理。

20 提问：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义

提问：动能定理是物体受恒力且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或曲线运动的情况？该怎样理解？

思考回答：W是指合外力所做的功

动能定理的适用范围

21 思考并解答：动能定理同样适用。动能定理表达式中的W只有初动能和末动能有关，与中间的运动过程无关。

提出疑问

激发学习兴

趣

- 5 -

例题2

23 （投影）例题2：质量为m的小球从离沙池高H处由静止落下，不计空气阻力，落在沙池上又深入沙池

后思考计算

同学乙解答（黑板书写）

解：小球下落全过程，由动能定理停止，如图所示

，求小球wEK2EK1在沙池中运动时所受平均阻力多大? 有：

Mg(H+h)-fh=0 解得在沙池中所受平均阻力大小选题为了加深对动能定理各量的理解，特别是对运动过程的选取与初末

状态的认识

fHhmg

h

请同学乙上黑板解答

动能定理的特点

28 点评：动能定理不涉及运动做笔记

过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便。用动能定理解题，必须明确初、末动能，要分析受力及外力做的总功。

（投影）例题3：如图一个质量为M的小球，用长为L的轻绳悬于O点,小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，此时悬线与竖直方向夹角为θ，则拉力F所做的功是多少？

分析讨论，思考并解题，同时抽查学生的讨论结果。

校对答案：

例题3

巩固练习

30 巩固知识

WFmgL(1cos)

WFmgL(1com

【总结规律】

35 点评：根据运动状态作受力分析，判定各力做功情况（特别是便利还是恒力做功）及初、末速度是解答这 - 6 - 听讲、思考、记忆

从直线过渡到曲线，从恒力过渡到变力，通过解

类题型的关键。请严格遵从动能定理的运用步骤（投影）：①确定研究对象及所研究的物理过程

②分析物体的受力情况，明确各个力是否做功，做正功还是负功，进而明确合外力的功

③确定始、末状态的动能（未知量用符号表示）

④根据动能定理列方程解题、分析结果

动能和动能定理小结

物理意义，特点，解题步骤、适用范围

38 小结：（投影讲解）

1. 探究推导动能的表达式：EK2.动回顾相关内容

题，体会动能定理的适用范围，解题步骤。

总结回顾知识，加深理解

1mv2

2能定理W112mv2mv12物理22意义和应用动能定理解题的步骤。

3.动能定理的适用范围：即适用于恒力做功，也适用于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线做功。

4.动能定理的特点是不必追究全过程的运动性质和状态变化的细节，对于求解变力做功，曲线运动中的功，以及复杂过程中的功能转化，动能定理都提供了方便。

布置作业

40 布置作业

【板书设计】

- 7 -

【学案设计】

物体________而具有的能叫动能，物体的动能跟物体的_______和______有关系。

一、

动能

1、定义式：______，文字表达：动能等于物体____与物体_____的二次方的乘积的_____。

2、单位： _______; 3、说明：①动能是状态量，与物体的运动状态有关，在动能的表达式中，v应为对应时刻的瞬时速度；②动能是标量，动能与功一样，只有大小，没有方向，是标量。而且动能的数值始终大于零，不可能取负值；

二、动能定理

1、

内容：_________________________________________________________________ - 8 -

2、

表达式：_________________ 公式中W表示___________的功，如果物体受到几个力的共同作用，W表示各个力做功的_______；EK2表示物体的___动能；EK1表示物体的______动能。

3、说明：①动能定理揭示了物体的动能变化与外力功的关系，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；当合外力的功等于零时，初、末状态的动能相等。

②动能定理中的功应包括一切外力的功，而且在某一过程中，各力的功可以是同时的，也可以是不同阶段的。

③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在中学阶段，动能定理的研究对象是单个质点，它反映功这个过程量和动能这个状态量之间的关系，动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。给出了力对空间累积的结果。

⑤动能定理是标量式，式中的功和动能必须是相对于同一惯性参考系的。

巩固练习

1．如图1所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f．设木块离原点s远时开始匀速前进，下列判断正确的是[

]

A．功fs量度子弹损失的动能

B．f（s＋d）量度子弹损失的动能

C．fd量度子弹损失的动能

D．fd 量度子弹、木块系统总机械能的损失

2．一质量为2千克的滑块，以4米/秒的速度在光滑水平面上向左滑行。从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度变为为：A．0 B．

3.用100N的力将0.5千克静止的足球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20米，则人对球做功为

（ ）

A．200J B．16J C．2000J D．无法确定

C．

D． ，方向水平向右。在这段时间里水平力做的功4.静止在光滑水平面上的物体，在水平力F的作用下产生位移s而获得速度 v，若水平面不光滑，物体运动时受到摩擦力为F（n是大于1的常数），仍要使物体由静止出发通过位移s而获得速度v，则n - 9 -

水平力为 ( ) A．

n1n1F B．F C．nF D．(n1)F

nn5.质量为0．5kg的物体，自由下落2s，重力做功为

，2 s末物体的动能为

(g取10m／s2)

6．一颗子弹速度为v时，刚好打穿一块钢板，那么速度为2v时，可打穿_____块同样的钢板，要打穿n块同样的钢板，子弹速度应为_____。

7、如图所示,物体沿一曲面从A点无初速度滑下,滑至曲面最低点B时,下滑的高度为5m.若物体的质量为1㎏,到B点的速度为6m/s,则在下滑过程中客服阻力所做的功是多少?

【教学反思】

通过上节实验课的学习，学生们会得出以下共识：

通过实验得出做功与物体速度的关系W∝V,从而初步理解了做功可以改变物理的动能，高中生的认识规律是从感性认识到理性认识，从定性到定量。所以本节课设计了利用重物做自由落体运动的实验来让学生自己推理、归纳动能和动能定理的内容，培养学生进行情景分析、创新能力，效果良好。

本节课难点在于动能定理的理解和运用，在挑选3道例题的时候，注重例题的代表性，内容涵盖从恒力到变力，从直线到曲线，遵从由浅入深，层层递进的思路，让学生的思想有了思考、理解、强化的过程。

本节课程体现新课程强调的探究方法，师生互动良好，学生通过设计、展示自己的试验方案，去锻炼创新能力，发挥学习主动性，在探究自然规律的同时获得学习物理的乐趣，激发学生探究科学的热情。试验中引导学生注重试验过程中的科学探究的质量，让他们动脑动手，去发现和解决试验中遇到的各种

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问题，从而使学生在课程的学习中找寻到物理规律，同时提高科学探究的能力。

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