课外读物优质公开课教案

《动能和动能定理》教学设计

课时安排

1课时

三维目标

知识与技能

1.理解动能的概念. 2.熟练计算物体的动能. 3.会用动能定理解决力学问题，掌握用动能定理解题的一般步骤. 过程与方法

1.运用演绎推导方式推导动能定理的表达式，体会科学探究的方法. 2.理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法. 情感态度与价值观

1.通过演绎推理的过程，培养对科学研究的兴趣. 2.使学生领会动能定理解题的优越性。

重、难点:动能定理的理解及应用

教学过程

复习引入

什么是动能？动能跟哪些因素有关？引起动能变化的因素？

如何求总功？

推进新课

一、动能的表达式

“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

如：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. 且物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大. 问题：动能到底跟质量和速度有什么定量的关系呢？动能的表达式是怎样的？

情景设置：大屏幕投影问题，可设计如下理想化的过程模型:

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l,速度由v1增加到v2，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=Fl 根据牛顿第二定律F=ma 而=2al,即l=

把F、l的表达式代入W=Fl,可得F做的功W=

也就是W=

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.动能的公式：Ek=mv. 23.动能的标矢性：标量. 4.动能的单位：焦（J）.

例1

质量为2 kg的石块做自由落体运动，求石块在第1 s末、第2 s末的动能是多少？

解析：先求出第1 s末和第2 s末的速度再求出动能值，明确变速运动的物体动能是时刻变化的. v1=gt1=10×1 m/s=10 m/s,v2=gt2=10×2 m/s=20 m/s Ek1=mv1=100 J,Ek2=2mv2=400 J. 2

或者先求出石块1 s内和2 s内的位移，再确定重力做功的对应值，重力做功的值就是石块动能的增加量，即石块的动能值（因为石块的初动能为0）,从而进一步理解功是能量转化的量度. 二、动能定理

1、推导：将刚才推导动能公式的例子改动一下，外力做功与动能间的关系

外力做的总功为:W总= =Ek2-Ek1=ΔEk. 总结：外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量.

力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化，这个结论叫动能定理.用W总表示外力对物体做的总功，用Ek1表示物体初态的动能，用Ek2表示末态动能，则动能定理表示为：W总=Ek2-Ek1=ΔEk.

2、分组讨论：根据动能定理的表达形式，提出下列问题，加强对动能定理表达式的理解: 1）.当合力对物体做正功时，物体动能如何变化？

2）.当合力对物体做负功时，物体动能如何变化？

3）.如果物体受到几个力作用,动能定理中的W表示的物理意义是什么？

学生总结分析：

1).当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加. 2).当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减少. 3)．合力所做的总功.

合

力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。（合力做的功引起动能的变化）

3.对适用条件的理解：

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；

既适用于单个物体，也适用于多个物体；

既适用于一个过程，也适用于多个过程；

4.动能定理解题的方法和步骤：

(1)确定研究对象；

(2)分析物体的受力情况，明确各个力是否做功，做正功还是做负功，进而明确合外力的功; (3)明确物体在始末状态的动能; (4)根据动能定理列方程求解. 5.对分段法和整体法的应用 板书设计

动能和动能定理