4. 动能 动能定理国家优质课一等奖

4、动能

动能定理

一、

动能定理是高中物理最重要的定理之一，本节课是动能和动能定理的第一节教材课，也是整个动能定理教学中的基础环节，也是最重要的一个环节。这节课主要是分析

帮助学生了解动能的基本内容和动能定理的基本内容，学会应用动能定理解决基础的相关问题。本节课的学习，不仅为今后进一步的学习打下基础，也是为后面的机械能守恒定律的学习打下铺垫。

二、学情分析

三、1、

学生在初中对动能进行了概念性的学习，在生活中经常性的遇到功能的关系，激发了大家学习的兴趣；

2、

本章前几节的学习，已经做好了铺垫，实验的进行，也激发了大家的求知欲。

1、理解动能的概念；

2、知道动能定理的意义，知道动能定理的适用范围；

3、理解动能定理及其推导过程，会用动能定理解决相关问题。

2、过程与方法

1、通过参与整个探究过程，体验科学探究的方法及其艰辛过程；

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

渗透研究自然科学规律的方法，培养学生对待科学研究实验严谨认真的态度，通过

四、教学重难

1、教学重点

1、

动能的推导及相关内容；

2、

动能定理的内容

教学

目标

1、知识与技能

点

2、教学难点

五、

3、

能用动能定理解决一些实际问题。

1、

动能定理的适用范围；

2、

动能定理的理解与深化应用。

教学

教法

六、学生分组讨论法、归纳综合法、逻辑推理法、类比法等

教学过程

教师活动

1、

做功的表达式及其意义；

2、

合力做功的计算；

计算合力再算做功；也可以先算做功再求

和；

3、

动能是指物体由于运动而具有的能3、

动能的定义；

量；

4、

做功w与物体速度v实4、做功w与物体获得的速度v的实验结验得出的结论。

论：在误差允许范围内，做功与物体获得的速度的平方成正比。

（二）新以匀加速直线运动为例：

课教学

1、推导

质量m的物体在外力F的作

用下，由速度

加速到速度v，运动了l的位移，则力F做功W与速度的关系是什

学生分组进行理论推导，然后交流、讨论。

学生活动

大家一起回答：

1、做功的定义式：

；做功的意义是：做功是能量转化的量度；

2、合力做功的计算方法有两种：可以先教学（一）、活动

复习及引入

么？

由牛顿第二定律F=Ma和运

动学公式

，结

（1）做功W是拉力做的功，由于这里只有一个拉力，所以做功W也是合力做的功；当物体受到多个力时，可以用一个力合做

功=

W=Fl=mal=m

思考：（1）做功是谁做的功？如果有多个力怎么办？

（2）功和能的关系是什么？

来等效替代，所以，有多个力时时，做功

（3）可以得到什么结论？

W应该是合力做的功；

（2）由做功的意义，做功是能量转化的量度。

（3）在表达式中，左边是合力做功，右边表达式的组成是一样的，所以这个表达式是一种能量，二它们都有质量m和速度v，所以这个表达式就是动能的表达式。

1、

定义：物体由于运动而具

有的能量；

2、

表达式：

2、动能

3、

单位：焦耳，符号：J 学生分组相互讨论，和老师一起完成本小

4、

量性：标量，只有大小，节的知识总结。

没有方向；

5、

动能也有相对性：相对于不同的物体而言，物体的速度是不一样的，那么物体的动能也不一样。

6、

巩固提高例

例1 子弹质量m=20g，学生动笔完成题目的求解过程。解：

子速度v=800m/s；运动员质量m=80kg，速度v=10m/s，是计算谁的动能大？

例

2 改变车的质量和速度，其中车的动能不变的（

）

是弹的动能：

=0.5*0.02*800*800=6400J

运动员的动能：

=0.5*80*10*10=4000J

控制变量法

：

A 质量为原来的

2倍，速度为原来的一半

学生分析后，选出正确选项：C

B 速度为原来的2倍，质量为原来的一半

C 质量为原来的4倍，速度为原来的一半

D 速度为原来的4倍，质量为原来的一半

3、动能的该变量

1、动能的该变量就是末动能与初动能的差值：

如果

，说明动能的增

量大于零，动能增加；如果

，说明动能的增量小

于零，动能减少；

2、动能与速度的关系：

（1）数值关系：由公式知速学生分组讨论，一起总结本小节内容。

度变大，动能变大；速度减少，动能减小；

（2）瞬时关系：动能与速度是瞬时对应的，都是状态量；

（3）变化关系：速度变化时，动能不一定变化；动能变化时，速度一定变化；由于速度是矢量，动能是标量，前者有方向，后者没方向。

4、动能定理

1、

内容：外力对物体所做的总功等于物体动能的增加；

2、

表达式：

其中W是合力做的功，

是末动能

，学生分组讨论，然后完成本小节的内容。

是初动能，

学生分组讨论，老师可以适当的给予提醒，总结出相应的内容：

（1）

合力做功的计算：

先算合力再求做功

W=（

+

+

+……）l 3、

理解：

（1）

合力做功的计算；

（2）

标量性：

或者先求做功再求和

（3）

对变化一词的理解；

（4）

动能的相对性；

（5）

动能定理成立的条件；

（6）

表达式中等号的意义；

（7）

动能定理揭示的

（2）

标量性是说动能定理只能求解大小，不能求解方向，如曲线运动时只能求解速度的大小，不能找方向；

（3）

如果是动力做功，即w>0,则

；那么

，动能增加；如果是阻力做功，即w<0，则

，那么

，动能减小；

（4）

由于选择不同物体为参考系时物体的动能不一样，通常选择地面为参考下；

（5）

以一个力为例推导出的，但多个力也成立，因为多个力可以等效成一个力；以恒力为例推导出的，但变力也成立，因为可以把变化的力用微元法分成恒定的力；以直线运动为例推导出的，曲线运动也成立，因为可以化曲为直；

（6）

表达式中等号的意义是它们大小相等，但是不能说做功就是动能，

因果性

4、

运动动能定理解题的一般步骤：

（1）

选取研究对象，

明确它的运动过

程；

（2）

分析研究对象的

受力情况和各个

力的做功情

况：

受哪些力?每个

力是否做功，做

正功还是做负

功?做多少功?做功就是动能的增量，是说做功与动能的变化量相等，动能的改变是通过做功来完成的；

（7）

做功是原因，动能改变是结果，做功引起动能的改变。

学生分组讨论，和老师一起完成。

然后求各个力做

功的代数和；

（3）

明确物体在过程

的始未状态的动

能EK1和EK2

（4）

列出动能的方程

W总

=EK2-EK1，及其他必要辅助方程，进行求解求出合功.；

5、

巩固提高

例2 从离地h=10m处以

的水平速度

把物体抛出，不计空气阻力，求落地速度。

6、

动能定理与牛顿第二定律的比较

（1）

牛顿第二定律是力的瞬时作用效果，力使物体产生加速度，使物体的速度发生变化；动能定理是力对位移的积累

（2）动能定理求解物体只受重力，合力做功就是重力做功WGmgh12mv021末动能EKmv22112动能定理Wmv2-mv022112mghmv2-mv022初动能EK02v2ghv02*10*105215m/s

作用效果，在某一过程中力对物体做的功的效果使物体的动能发生了变化；

（2）

牛顿定律要考虑具体的细节，所以把运动分为直线运动和曲线运动，直线主要分析匀速直线运动、匀加速直线运动和匀减速直线运动，曲线运动主要分为抛体运动和匀速圆周运动，动能定理不考虑中间过程，只考虑初状态和末状态。不考虑具体的细节；

（3）

牛顿定律考虑比较全面，求解过程看似复杂，动能定理只管初和末状态，求解比较简洁。

5、板书设计

4、动能

3、动能的该变量

动能定理

4、动能定理

牛顿第二定律

理论推导

（1）（2）（3）（4）（5）（6）

5、巩固提高

6、课后作业

6、课后作业

七、教学反思

本节课能基本完成教学任务，取得了一些成功之处：

（1）

由于之前准备比较充分，知道同学们的接受能力，所以能有较好的课堂效果；

（2）

充分的调动了大家的积极性，不是灌输性的教育；

（3）

整节课是在比较愉快中进行的，基本达到了教学的快乐学习的效果；

当然，也有一些需要改进的地方，如本节课的节奏有一点快，放慢一些会有更请大家完成课后相应的作业。

1、理论推导

实验探究

实验探究

2、动能（1）（2）（3）（4）（5）

好的效果。