4. 动能 动能定理教学设计及教案分析

《动能

动能定理》

教学目标

1、知识与技能目标

（1）知道动能的定义式，能用动能的定义式计算物体的动能；

（2）理解动能定理反映了力对物体做功与物体动能的变化之间的关系；

（3）能够理解动能定理的推导过程，知道动能定理的适用条件；

（4）能够应用动能定理解决简单的实际问题。

2、过程与方法目标

（1）设置情景问题启发学生的思考，让学生掌握解决问题的思维方法。

（2）探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法。

（3）经历科学规律探究的过程、认识探究的意义、尝试探究的方法、培养探究的能力。

3、情感态度与价值观目标

（1）通过动能定理的推导演绎，培养学生的科学探究的兴趣。

（2）激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣，会选择用最优的方法处理问题。

（3）领略自然的奇

妙和谐，培养好奇心与求知欲使学生乐于探索。

教学重难点

教学重点：动能的概念；动能定理的推导和理解。

难点

教学难点：动能定理的理解和应用

新课教授

导入新课

视频导入

利用大屏幕投影展示风力发电与龙卷风的视频片断，让学生观察、自主提问、分组探讨.

教师引导参考问题：1.风力发电是一种重要的节能方法，风力发电的效率与哪些因素有关？

2.龙卷风给人类带来了极大的灾难，龙卷风为什么具有那么大的能量呢？

新课教学

一、动能

功是能量转化的量度，每一种力做功对应一种能量形式的变化.重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化，前几节我们学习了重力势能的基本内容.“追寻守恒量”中，已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能，大家举例说明哪些物体具有动能.

奔驰的汽车、滚动的足球、摆动的树枝、投出的篮球等运动的物体都具有动能.

引导：重力势能的影响因素有物体的质量和高度，今天我们学习的动能影响因素有哪些？通过问题启发学生探究动能的影响因素.

学生思考后总结：汽车运动得越快，具有的能量越多，应该与物体的速度有关;相同的速度，载重货车具有的能量要比小汽车具有的能量多，应该与物体的质量有关.即动能的影响因素应该是物体的质量和速度.

设计如下的过程模型:

设某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移x,速度由

增加到

，如图所示.

提出问题：

1.力F对物体所做的功是多大？

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？

4.结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子？

推导：这个过程中，力F所做的功为W=Fx 根据牛顿第二定律F=ma 而

-

= 2ax 即

x =

（

）

把F ,x的表达式代入W= Fx，可得F做功

W = 也就是

W = m

-

m

根据推导过程教师重点提示：

1.

2.

m

是一个新的物理量

m

是物体末状态的一个物理量，

m

是物体初状态的一个物理量,其差值正好等于

合力对物体做的功.合力F所做的功等于这个物理量的变化，所以在物理学中就用这个物理量表示物体的动能. 总结：

1.

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. 2.

动能公式：

=

m

3.动能的标矢性：标量

4.动能的单位：焦（J）

教师引导学生分析动能具有瞬时性，是个状态量：对应一个物体的质量和速度就有一个动能的值。

二、合外力做功和物体动能的变化

实验目的：探究合外力做功和动能变化的关系

实验原理：由重物通过滑轮牵引小车，当小车的质量比重物大得多时,可以把重物所受的重力当作小车受到的牵引力,由纸带记录小车的位移,并求出对应的初、末速度;改变重物的质量或者改变小车运动的距离,也就改变了牵引力做的功,从而探究牵引力做功与小车动能变化的关系

实验器材：轨道（一段附有滑轮）、小车、砝码若干、纸带、复写纸、打点计时器、纸带、刻度尺、细绳

实验步骤：

(1)把纸带的一端固定在小车后面,另一端穿过打点计时器的限位孔，垫高轨道一端,平衡小车及纸带受到的摩擦力,使小车能在轨道上匀速运动

(2)把细绳系在小车上并绕过定滑轮,悬挂小盘,在小盘里放人适量砝码,使小车的质量远大于砝码和小盘的总质量,可认为小车所受拉力的大小等于砝码和小盘所受重力的大小

(3)接通电源,放开小车，让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列点

(4)重复以上步骤,选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析

W/J Δ

/J

O-B

O-C

O-D

O-E

O-F

师生总结：合外力所做的功等于物体动能的变化.