4. 动能 动能定理多媒体教案及点评

仁寿一中南校区高2017级教师教案

编号 WLTG—必修2-4-4

第四章机械能第4节

动能

动能定理教案

动能和动能定理是教科版高中物理必修2第四章《机械能和能源》第四节的内容，我将从教材分析、教法、学法、教学过程、板书设计5个方面开展教学工作。

一、教材分析

1、教材的地位和作用：

本节课是功概念的深化，功能关系的深入，又是机械能守恒定律、做功和机械能变化关系的基础。动能定理、做功和机械能变化的关系本质上是一个问题在不同条件下的表现形式，学好本节课对学习机械能这一章有着重要意义。当然在今后的电场、电磁感应等单元的学习中，也要联系到做功和物体动能的变化关系，所以本节课是中学物理重要的基础知识课。

同前一节重力势能的推导思路相类似，本节也是以功能关系为线索，引入了动能的定义式和动能定理。因此可将本节课设计成一堂实验和理论的探究课，为此设计如下目标：

2、教学目标

①知识目标

理解动能的概念，会运用功能关系导出动能的定义式和动能定理，会用动能的定义式计算动能。理解动能定理，知道动能定理的适用条件，用动能定理解题的基本步骤，能用动能定理解题。

②能力目标

探究恒力做功与物体动能变化关系的过程，导出动能定理。注重对物理过程的分析能力、推理能力、总结概括能力的培养，灵活应用公式1212W合Ekmv2mv1计算功。

22③情感目标

引导学生将实验探究与理论推导相结合，培养学生正确的科学思维方法，体会“状态的变化量量度复杂的过程量”这一物理思想，感受数学语言对物理过程描述的简洁美。

３、重点和难点

根据本节的地位、作用和学生的现状确定出本节课的重点是动能表达式的引入和动能定理的导出过程，对动能公式和动能定理的理解和应用。难点是动能定理怎样揭示功与能的关系。

二、教法

采用多媒体与板书相结合，并让学生主动参与理论和实验探究物理新知识。将用到理论探究法和实验演示法。

三、学法

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与学生课前学习的做功与重力势能推导过程类似，本节课也使用实验探究和理论推导相结合的科学研究方法，使学生积极参与实验，加深对功能关系的认识，提高学生的推导能力。为此设计如下4个活动进行新课：

四、教学过程

1、创设情镜、引入新课（时间控制在5min）

首先用多媒体播放彗星撞击地球产生海啸造成的巨大破坏，让学生见识到物体由于运动而具有的能量，激发学生的学习兴趣，引发对动能大小的思考，并通过回忆初中所学知识直接给出动能的大小与运动物体的质量和速度有关，提出问题：动能的表达式是什么，引入主题。

2、新课教学

活动1：探究动能的表达式（时间控制在5min）

在前面几章的学习中，学生已经知道，可用牛顿第二定律和运动学公式把力学量与运动量联系起来，因此形成如下研究的课题：

在光滑的水平面上，质量为m的物体在恒力F的作用下运动了一段位移，速度由v1变为v2。求：恒力F所做的功。（用m,v1,v2表示）

然后让学生动手，根据牛顿第二定律和运动学公式得出合力做功与物体速度1212mv1。接着引导学生思考功与能量变化的关系，其等式变化的关系Wmv222左边是合外力所做的功，所以等式右边应是物体在初末两个状态下的某种能量，且这种能量与物体的质量和速度大小直接相关，这就是动能。板书动能的定义、影响因素、表达式和单位。

活动2.练习（时间控制在5min）

设计如下简单练习题，总结出动能是标量、状态量，分析清楚动能的变化量Ek。

如在上述问题中，m=2kg，位置1时v1=2m/s，位置2时v2=4m/s，求：

（1）位置1、2时的动能为多少？1到2过程动能变化量是多少？

（2）若运动到位置2时力F突然反向，到位置3时速度v3=-4m/s，此时的动能为多少？位置3和位置2的动能相等吗？

（3）若水平面粗糙，恒力F做的功还等于动能的变化量吗？

活动3：实验验证合外力F做的功与动能的变化∆Ek的关系（时间控制在17min）

将活动2的光滑水平面改为粗糙水平面，让学生推导式中的恒力的功W是否等于动能的变化？应该是合外力所做的功。理论推导后，紧接着用实验来验证其正确性。由于时间限制，分组探究改成请两位同学上台实验，并通过希沃授课助手向全班进行展示，并全班一起探究合外力做功和动能变化的关系，给出所需测量的物理量，并说明每个物理量的测量方法，尤其在测量F的时候如何确立F=F合，需平衡掉摩擦力。如图设置实验装置，将细线通过动滑轮直接与弹簧测力计相连，这样小车受到的合外力可通过弹簧测力计直接读出，绳的拉力不需要用砂和砂桶的重力代替。

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通过理论探究和实验验证，进一步给出动能定理的准确表述和表达式，并对其进行深层次的理解。

活动4：合作探究（时间控制在6min）

将全班分成两组合作探究如下例题，一组用用牛顿运动学，另一组用动能定理解题，并请两位同学到黑板上书写。通过合作探究总结出动能定理解题的优越性和解题步骤。

例题：如图所示，质量为m的物体，从高h，倾角为θ的光滑斜面顶端由静止开始下滑。求：物体滑至斜面底端时的速度大小？将斜面变成光滑曲面，此时到曲面底端的速度大小又为多少？

3、课堂小结（时间控制在2min）

根据板书对动能概念和计算公式再次重复强调。对动能定理的表述、理解、和解题优越性做必要总结。

5、课后练习：

1.对于做匀速圆周运动的物体，下面说法中正确的是（

）

A.速度在改变，动能也在改变

B.速度在改变，动能不变

C.速度不变，动能不变

D.动能、速度都不变

2.足球运动员用力踢质量为0.3kg的静止足球，使足球以10m/s的速度飞出，假定脚踢足球时对足球的平均作用力为400N，球在水平面上运动了20m后停止，则人对足球做的功为（

）

A.8000J

B.4000J

C.15J

D.无法确定

3.质量不等但有相同动能的两物体，在摩擦系数相同的水平地面上滑行直到停止，则（

）

A.质量大的物体滑行距离大

B.质量小的物体滑行距离大

C.它们滑行的距离一样大

D.它们克服摩擦力所做的功一样多

4.质量m=10kg的物体静止在光滑水平面上，先在水平推力F1=40N的作用下移动距离s1=5m，然后再给物体加上与F1反向、大小为F2=10N的水平阻力，物体继续向前移动s2=4m，此时物体的速度大小为多大？

5.如图所示，半径R＝1m的1/4圆弧导轨与水平面相接，从圆弧导轨顶端A，静止释放一个质量为m＝20g的小木块，测得其滑至底端B时速度VB＝3m／s，以后沿水平导轨滑行BC＝3m而停止．

求：（1）在圆弧轨道上克服摩擦力做的功? （2）BC段轨道的动摩擦因数为多少?

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板书设计如下：

一、动能

1、定义：物理由于运动而具有的能量叫做动能

2、影响因素：质量和速度。

3、表达式：Ek1mv2

24、单位：焦耳（J）

5、标量

二、动能定理

1、内容：合外力所做的功等于物体动能的变化

12122、表达式：W合Ekmv2mv1

223、动能定理解题的优越性：不涉及运动细节，既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运动。

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