4. 动能 动能定理教学设计一等奖

高中物理必修二第七章第七节

《动能和动能定理》

教学设计

重庆市南川中学校

408400 课 题

4.4动能

动能定理

第1课时

设计者

张

竞

动能定理研究的是质点的功能关系，是本章的重点. 本节在讲述动能和动能定理时，没有把二者分开讲述，而是以功、能关系为线索，教材地位

同时引入了动能的定义式和动能定理，这样叙述，思路简明，能充分体现功能关系这一线索，同时考虑到初中已经学过动能的概念，这样叙述，学生容易接受. 通过本节的学习，应使学生理解动能定理的推导过程.清楚动能定理的适用条件，以及运用动能定理解决物理问题的一般步骤。

学生在初中阶段已学习过动能的概念，并知道运动物体的速度越大质量越大，动能学情分析

就越大

。而且通过前面的学习，学生已经初步掌握了“功是能量转化的量度”，知道能量的转化可以通过力做功来实现，这为“动能”“动能定理”的推导埋下了伏笔。

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

教学目标

（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。

教学环节、教师活动、学生活动

通过复习回1、对“动能”的初步认识

追寻守恒量中，已经知道物体由于运动而具有的能叫动能，大家先猜想一下动能与什顾，引么因素有关？应该与物体的质量与速度有关。

导学生你能通过实验粗略验证一下你的猜想吗？（物体的动能与物体的质量和速度有什么关进行猜系）。

方案1：让滑块从光滑的导轨上滑下与静止的木块相碰，推动木块做功。

实验：（1）让同一滑块从不同的高度滑下；（2）让质量不同的滑块从同一高度滑下。

想、验证。

现象：（1）高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多；（2）质量大的滑块把木块推得

远，对木块做的功多。

实验结果：

让学生（1）高度越大，滑块滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外在实验做功的本领越强，说明滑块由于运动而具有的能量越多。

结果和（2）滑块从相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以对外做功的本领不同，已有物是因为滑块的质量不同，在速度相同的情况下，质量越大，滑块对外做功的能力越强，也理知识就是说滑块由于运动而具有的能量越多。

归纳：物体的质量越大、速度越大物体的动能越大。

基础上思考：方案2：被举高的锤子下落可将铁钉钉入木板中，高度越高，锤子越重具有的动能越大，如何找钉铁钉时钉得越深。

2、

定量探究：外力做功与物体动能的变化之间的定量关系

（1）就下列几种物理情境，用牛顿运动定律推导：外力做功与物体动能的变化之间的定量关系。

用多媒体展示：

情境1：质量为m的物体，在光滑水平面上，受到与运动方向相同的水平外力F的作用下，发生一段位移L，速度由V1增加到V2 情境2：质量为m的物体，在粗糙水平面上，受摩擦力Ff的作用下，发生一段位移L，速度由V1增加到V2 到外力做功与物体动能之间定量关系。

创设理想情景，让

情境3：质量为m的物体，在粗糙水平面上，受到与运动方向相同的水平外力F和摩擦力Ff的作用下，发生一段位移L，速度由V1增加到V2

按学生基础情况分组推导，将结论填入下面的表格中，并用语言表述本小组的结论：

物理情境[来源:学科网ZXXK]

1 2 3 112FLmv2mv12

22112mv12

-FfLmv222112mv12

FLFfLmv222学生进行理论分析

和推导。从而让学生建立物理研究都是从特殊到一般。

在理论推理结论

教师在学生表述自己得出的结论（各组的分结论）后，引导学生得出动能定理的具体内容。及其理解动能的概念。

结论：合力的功等于物体动能的变化。分析总结、讲解规律

1、动能

1（1）“mv2”是一个新的物理量

2121（2）mv2是物体末状态的一个物理量，mv12是物体初状态的一个物理量。其差值正好22等于合力对物体做的功。

1（3）物理量mv2定为动能，其符号用EK表示，即当物体质量为m，速度为V时，其动能：的基础2上引导12EK=mv 2学生得（4）动能是标量，单位焦耳（J）（5）含义：动能是标量，同时也是一个状态量

出动能（6）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。

计算：我国第一颗人造卫星的质量是173㎏，运行速度是7.2㎞/S，它的动能是多少？

答：EK= mv 2/2=4.48×109（J）

通过计算进一步理解动能的物理意义。

2、动能定理

有了动能的表达式，前面推出的W= mv22/2－mv12/2就写成W=EK2－EK1 师生讨论

W、EK2、EK1的物理意义，最后得出：力在一个过程中对物体做的功等于物体在该过程中的动能变化。这个结论叫动能定理。

和动能定理。

（1）内容：合力在一个过程中对物体做的功等于物体在该过程中的动能变化。

（2）表达式：W=EK2－EK1

（3）讨论：

①当合力做正功时，物体动能如何变化？②当合力做负功时，物体动能如何变化？

③当物体受变力作用，如何计算物体动能的变化？④当物体做曲线运动时，如何计算物体动能的变化？

答案：

①当合力做正功时，物体动能增加。②当合力做负功时，物体动能减小。

③当物体受变力作用，可把过程分解成许多小段每一段按照恒力运动是直线分段求解。

④当物体做曲线运动时，可把过程分解成许多小段每一段按照恒力运动是直线分段求解。

3、应用练习[来源:学§科§网]

例题：一架喷气式飞机质量为5.0×103㎏，起飞过程中从静止开始滑跑，当位移达到L=5.3×102m时，速度达到起飞速度，v=60m/s在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求：飞机受到的牵引力。

思考：

（1）该题中叙述飞机的一个什么过程？

答：飞机的起飞过程。

（2）飞机的初速度多大？末速度多大？做功的位移多大？

v初=0 v末=60m/s

L=5.0×103㎏

（3）起飞过程中有几个力？大小方向如何？

答：四个力。重力、支持力、牵引力、阻力。其中牵引力和阻力做功。牵引力做正功，阻力做负功。

（4）如何求解合力做功？

答：两种方法

：①

W分 = F合L

②

W分= F牵L－fL （3）把学生的解答过程展示出来。（4）纠正学生错误解法，展示正确求解过程：

解：飞机起飞初动能EK1=0 末动能EK= m v2/2合力功有W= F合L

根据动能定理：F合L= m v2/2－0 根据飞机起飞时受力

F=F牵－f阻

F牵= m v2/2L＋f阻=1.8×104(N) 飞机受到的牵引力是1.8×104(N)。

4、拓展训练：

（1）该题中飞机起飞过程中牵引力的功转化成什么了？（讨论完成？）

引导学生将学到的新知识用于解决实际问题。

答：牵引力做的功转化成了飞机起飞的动能和飞机与地面摩擦的内能（即摩擦力做的功）。

（2）本题是否可用牛顿运动定律来解，与上面解法有何不同？（用牛顿运动定律重解例题）[来源:学&科&网Z&X&X&K]

（3）物体的运动为多段运动组成，是否可用动能定理来解？如何来解？（举个例题）

引导学生讨论分析运用动能定理的优越性。

作业

布置

教学

心得

P74页：2、3、4、5