4. 动能 动能定理优质教案设计

教育科学出版社

必修二第四章第四节

《动能

动能定理》

学时1教学设计

学校：四川省中江中学校

授课班级：高一（24）班

授课教师：刘小春

授课时间：2017年5月16日

一、设计思路：

动能和动能定理一节在本章教学中起着承前启后的作用，《课程标准》要求学生能够理解动能的概念，会应用功能关系导出动能的定义式和动能定理。经历“探究合外力做功与物体动能变化的关系”的过程。在前几节的学习中，学生已经建立了一种认识，那就是某个力对物体做功一定对应着某种能量形式的变化。因为有前几节的基础，本节可以放手让学生自己去推理和定义动能的表达式。通过本节教学，使学生建立动能的概念，能从牛顿第二定律与运动学的公式导出动能定理，初步理解领会动能定理是一个使用范围很广的物理规律。它反映了外力对物体所做的总功跟物体动能改变的关系，动能定理贯穿在本章以后的内容中，是本章的教学重点。教学过程采取师生互动方式，由教师启发、引导，主要有学生完成教学的各个环节。

由于本节《动能

动能定理》内容较多又很重要，本节内容分3学时，以达到良好的效果。本堂课主要是第1学时应用功能关系导出动能的定义，以及通过理论探究和实验研究来导出动能定理。

二、教学目标：

1．知识和技能：

（1）掌握动能的表达式，理解动能的概念，会用动能的表达式进行计算。

（2）能运用运动学公式和牛顿第二定律理论推导动能定理的表达式。

2．过程和方法：

（1）通过动能概念的建立和动能定理的推导过程，学习物理研究的方法。

（2）运用演绎推理的方法推导动能定理的表达式，体验实验与理论探究相结合的探究过程。

3．情感、态度和价值观：

（1）通过对动能和动能定理的演绎推理，感受成功的喜悦，使学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系，培养学生对科学研究的兴趣。

（2）通过本节教学，使学生懂得理论推导和实验探究是认识物理规律的一般方法。同时，有助于学生归纳演绎思维的训练。提升学生的科学素养。

三、教学重点、难点：

1．重点：（1）动能概念的理解；

（2）理论探究和实验研究动能定理的表达式。

2．难点：动能定理的表达式的推导。

四、教学资源：

多媒体课件及视频，探究合外力做功和动能变化关系的实验装置。

五、教学方法：演绎推理、实验演示

六、课时安排：3学时

七、教学过程

来&源:@中教#*~网

教学环节

新

课

引

入

教学内容

播放自制视频1：风车的运动和都江堰的河水

一、.1.动能的定义

物体由于运动而具有师生互动

师：这段视频展现了风车和河水都在运动，我们就将物体由于运动而具有的能量叫动能。

设计意图

通过视频创设情景，激发学生对动能的探究兴趣

理解动能定义

学生勾画课本相关概念

新

课

教

学

的能量叫动能

展示图片

风的动能推动帆船

水的动能驱动水车

人们利用风能和水能发电

学生观看

生活中动能的运用

师：物体的动能与哪些因素的有关呢？

播放自制视频2：

探究物体的动能与质量和速度的关系

生：学生根据初中所学知识，猜想质量和速度

用实验探究师：通过视频我们可以看出，物体的动能与质量和速度有什么关系？

生：质量越大，速度越大，动能越大。

定性关系，加深印象

师：我们能否用一个简单的表达式来定量的描述动能的大小呢？

着手点：做功是能量转化的量度

引导学生对物体的动能与质量和速度的关系做定量分析。

师：对物体做功需要什么？

生：力和位移。

师：力又是产生什么的原因呢？

生：加速度。

师：有了加速度，物体的什么又会发生变化呢？

生：速度。

师：那我们就可以创设如下情景。

投影创设情景：

利用功能关系找到动能的表达式

情景1：设某物体的质量为m，在水平面上，受到与运动方向相同的合力F的作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2，试推导出力F对物体做功与动能的关系．

师：设问引导

1．外力对物体做的功是多大？

2．物体的加速度是多大？

3．物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？

情景1：WFx

Fma

2axv2v

4．结合上述三式能推导出什么关系式？

221

启发引导学生建构模型

学生自己推导，并与已有的知识进行顺应与构建，从而得出动能的表达式

12

[来源学+科+网Z+X+X+K]x发现有如下关系

112W＝mv2－mv

2221学生对比这两个表达式

WG＝mgh1－mgh2

112W＝mv2－mv

2221生：学生在草稿本上自主推导：

观察情景的推导，W1122mv2mv1

22师：初态和末态有着相同的表述形式21mv，说明mv2应该是一个具有特定意义2的物理量！对比重力做功与重力势能的关系。找到动能表达式。

一、动能(Ek) 12.表达式：Ek＝mv2

23.单位：焦耳(J) 4.标量：没有方向

新

知

学

习

5.相对性：由于速度具有相对性，所以动能也具有相对性

思考：质量一定的物体

1．速度变化，动能是否一定变化？

2．动能变化，速度是否一定变化？

理论探究

（外力做功与动能关系）

由于EK师：动能也具有相对性，速度又有正负，但动能却不可能为负值．

生：(学生通过讨论得出)速度是矢量，如果速度的方向发生变化，而大小不变，则动能不变．

反之动能是标量，如果变化则一定是大小发生变化，如果速度的大小发生变化，则速度一定是变了

强调动能的标量性和速度的矢量性间的区别和联系

12mv，用2EK1表示初动能，EK2表示末动能。于是，可以表示为

师生一起逻辑推理

培养学生逻辑推理能力

WEK2EK1，用EK表示动能改变量（EK2EK1则，WEK

1实验装置和器材：

打点计时器、小车、斜面轨道细线、钩码、刻度尺、小木块

师：马克思曾说过？

生：实践是检验真理的唯一标准。

师：那我们今天就一起来用实验探究《合外力做功和动能变化的关系》。

师：实验前应注意的问题：

1.小车受到哪些力作用？

2. 如何求小车的合力？

3.认为绳子拉力F就是小车所受合外力的前提是？

4.为保证小车的拉力约为钩码的重力，有什么要求？

理论探究与实验求证相结合，使学生对动能定理获得更深层次的理解

实验探究

2.实验原理：

借用探究“物体的加速度与合外力和质量的关系”

比较合外力做功和动能改变

引导学生思考实验前

应注意的问题

1.平衡摩擦力

2.让小车的质量远远大于所挂钩码的质量

播放自制视频3 学生预习并小组讨论实验设计方案

学生观察并学习实验操作步骤

学生平衡摩擦力

培养学生细心分析的习惯

播放自制视频4 播放自制视频5 探究合外力做功与动能变化的关系

3.设计表格，记录数据

展示并分析四组实验实据：

一组取课本数据，学生实验

另外三组取学生实验数据

师：根据实验原理分析需测那些物理量？

生：利用刻度尺测量小车的位移

计算小车的速度测

培养学生小组合作能力，4.分析数据

(1)学生小组合租分析数据

(2)老师利用课前设计好的EXCEL表格进行数据处理。

6得出结论

师：请同学们根据导学案上所记录的数据，按提前所分小组进行处理分析。

生：分小组对实验数据进行计算分析，合作学习。

师：我们通过理论探究与实验研究得到相同的规律，此结论即为力学中的一重要规律-----动能定理

体现团结的力量。利用EXCEL表格数据处理，体现现代科技在物理中的重要作用。

二、动能定理

1.内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中新

知

学

习

动能的变化．

2.表达式：

112W＝mv2－mv

2221112师：

W＝mv22－mv1

22这一外力做功与动能变化的关系就是我们今天学习的最重要的内容——动能定理

生：课本勾画要点知识并做好笔记

进一步理解功能关系

师：通过数据处理，我们发现合外力对物体做功和物体动能的改变只是大致相当，培养学生分6.实验误差分析

那本实验的误差来源于什么呢？

析问题的能生：物体在运动过程中要克服阻力做功。

力

师：我们再来看一看，实验中有这么一组数据，大家说这样的差距还能用误差来解释吗？

生：不能，差距太大，可能是错误了。

师：那我们就来找一下错误的原因吧。

学生自由讨论。

师：从本组实验记录我们可以看出物体所

实验改进

受合力为1N,即所挂钩码为100g，二物体质量为300g，大家发现什么了吗？

学生若有所思。

实验错误分析及实验改进

师：我们来请做该组实验的同学来分析一下吧。

黄同学：我认为，该组实验中，我未能保证小车的质量远远大于钩码的质量。所以，不能认为钩码的重力就是小车所受合外力的大小。

师：我们就来看一看黄同学对自己实验错误的给分析以及实验的改进措施吧。

引导学生自己去发现问题，解决问题

观看自制视频6

师：对该实验的设计方案中，我们还发现了一些不同的见解。我们来看一看，这么播放自制视频7 实

验

创

新

播放到合适位置，暂停视频并引导学生思考

请学生分享灵感来源，并引导学生思考回答该实验中需要平衡摩擦力吗。

同学是怎样设计的？

生：学生观看视频并思考。

中途暂停视频

师：大家说，这位同学要做什么？

生：他在让重物穿过纸带做自由落体运动。

师：可以这样做吗？有什么好处？

学生相互交流片刻，继续播放视频

师：我们掌声有请该实验的设计者来分享一下他的灵感来源。

学生谈自己感受

鼓励学生大胆发言，培养他们的表达能力

鼓励学生勇于探索、大胆创新

课堂小

结

请同学浅谈本堂课的收获

师：通过本堂课的学***家收获了些什么呢？

生：甲、乙、丙、丁总结收获与感悟。

八、教学反思：