2019年《動能和動能定理》教學設計精品教育.doc

1、第7節(jié)動能和動能定理教學目標1. 知識與技能（1）知道動能的符號、單位和表達式，會用其定義式進行計算。（2）能用牛頓第二定律和運動學公式推導出動能定理，會根據(jù)動能定理的表達式計算運動物 體的動能，深刻理解動能定理的意義。（3）知道動能定理的適用范圍（即慣性系和同一參考系）。2. 過程與方法（1）明晰運動歸納推導方法獲得動能定理表達式的由特殊到一般的推廣和拓展。（2）對比分析動力學和動能定理解題，從而領悟運用動能定理解題的優(yōu)越性，理解做功過 程的本質。（3 ）知道并能運用動能定理計算變力做功與曲線運動的情景。3. 情感態(tài)度、價值觀通過動能定理的歸納分析推導，培養(yǎng)學生對科學知識初步探究的嚴謹態(tài)度、

2、扎實功底和求實精神。重點：對動能中“ v ”的深刻理解（即研究對象相對同一慣性系的速度大?。?。*難點：熟練應用動能定理解決動力學問題。教學過程設疑導入翩翩起舞的蝴蝶、飛翔的鳥兒、升空的火箭、盤旋的直升機、行進中的坦克、水中游動的鴨鵝、流動的空氣等等都具有能量，威力巨大的龍卷風、颶風可拔起大樹，掀翻車輛；強勁臺風登陸可導致災害性暴雨洪水；流動的水具有能量， 可推動水磨，沖擊水輪機發(fā)電；高速飛行的一顆子彈具有能量，可射穿一個固定的大蘋果可見，運動的物體能夠做功，因而具有能量。這種因運動而具有的能量大小與哪些因素有關，我們又如何改變或利用這種能量呢？帶著此問題，我們就一起來探究動能和動能定理這一節(jié)內

3、容。一、本節(jié)課目標1. 用動能式計算物體運動至不同狀態(tài)時的動能。2掌握運用動能定理解決實際問題。3. 明確動能定理的適用范圍。4. 熟悉動能定理解題的規(guī)范程序。5. 對比功和動能間的聯(lián)系與區(qū)別，著重體會狀態(tài)量與過程量的內涵。二、分組質疑、研討交流前置性作業(yè)1. 一質量為m的物體以初速度 w = 0自由落下，當下落距離為 h時，速度為V2;2. 初速度為V1，質量為m的物體，在與運動方向相同的恒定外力F作用下，發(fā)生一段位移I，速度增至v2 ；3. 初速度為V1，質量為m的小車，在粗糙水平面上受到滑動摩擦力f的作用，發(fā)生段位移I，速度減小到v2 ；4. 一初速度為vi，質量為m的小車，在與運動方向

4、相同的恒定外力F作用下，沿某一粗糙水平面運動了一段位移 I，速度變?yōu)関2，此過程中小車受到的摩擦力為f。*說明：應用牛頓運動定律推導，并尋找以上四中物理情景的功和動能之間的關系。（學生進行分組推導，教師巡視并對學生在推導過程中出現(xiàn)的問題及時予以指導。）隨機抽取四個小組的各兩名同學分別板演公式，并口頭用語言文字較準確地表述本組的結論。（教師應適時予以鼓勵）情景1結論：mgh = gmv；1 2 1 2情景2結論：Flmv2mw ；2 21 2 12情景 3結論：-flmv2mv,；12 12情景 4結論：Ff Imv2m .2 2（學生舉手，教師讓他們推薦代表回答涉及的共同物理量。）1 2學生代

5、表：在物理學中，就用“ 一mv ”這個物理量來表示物體的動能。21 2（1） 公式：Ekmv ；k 2（2）國際單位：焦耳（簡稱“焦”）,符號為“ J ”；（3）動能特點： Ek為標量，無負值，與運動物體速度方向無關。 運動物體的Ek具有相對性，“v”指相對同一慣性系的速度大小。一般，若無特殊 說明，Ek都是相對地面的動能。 動能是狀態(tài)量（即具有瞬時性）（預先布置作業(yè)與思考：應用牛頓第二定律，結合勻變速直線運動規(guī)律，探尋外力做功與動能間的定量式。）鼓勵學生小組推舉代表板演,并以物理術語口頭準確陳述。）（教師學堂巡視有效指導, 教師溫馨提示：構建物理情景：-5 -推導依據(jù)：由 總=Fl , F

6、= ma, v； -v2 = 2al三式整理化簡后，可得1 1W總=2mv2 -mv2 或WEk末 Ek初 f ；Ek （4）內容：合力在一個過程中對物體所做的總功,等于物體在此過程中動能的的變化,這個結論叫做 動能定理。*注：（師生反思）其實，盡管我們推導W總與.-：Ek間定量關系時，采用研究物體只在單個水平恒力F作用下的光滑水平面上移動位移 I過程中的情景（不計空氣阻力的影響），即做勻加速直線運動。實踐證明，研究對象在多個外力作用下的任意運動都成立?。▽W生分組討論下列問題） 厶Ek 0，說明什么？ :Ek，又說明什么？（由小組學生代表回答）i Ek 0，說明合力對物體做正功，動能增加；ii

7、 Ek : 0，說明合力對物體做負功，動能減少。式中W總為合力做的總功，它等于作用在物體上的各個外力所做功的代數(shù)和。習題一物體從高出地面 H處自由落下（不計空氣阻力），落至地面并陷入沙坑 h深度 處，試求物體在沙坑中所受到的 平均阻力 與重力的比值。（教師為學生留有充分思考時間，深入學生間巡視，有效答疑解惑。）（學生分組積分，討論，充分調動學習的激情。）（學生展示可能的解法）方案一：運用牛頓第二定律，結合勻變速直線運動規(guī)律求解；方案二：分段應用動能定理求解；方案三：全程應用動能定理求解。（教師：對學生板演的解題過程，由小組學生作出題后反思和小結。）（教師擇機表揚，鼓勵學生大膽勇敢動手演練。）（

8、教師適當針對性補充說明，并做精要點評。）（教師針對其中一女學生板演的作答，師生共同修正完善如下：）解：全程對小鋼球應用動能定理，有W總譏 Wf阻=mg H h - F阻 h，又知 E0，據(jù)W總工廣：Ek，整理化簡后可得mg注：運動情景如圖所示。 （師生共同反思和總結）應用動能定理解題的步驟：（1） 確定研究對象（通常是單個物體）。（2）明晰其運動過程，既可以是運動的某段過程，也可以是運動的整個過程。（3）準確分析其受力，知曉各力做功的正負和零。（4） 找準對應過程的始、末動能（或始、末速度大小）。（5）嚴格依據(jù)動能定理列式，推導，求解。（6）對結果作出評估和必要討論。（教師引導學生體悟：動能定

9、理不涉及加速度a和時間t，通過學生的親自演練，讓學子加深理解并體會其求解問題的優(yōu)越性!?。ㄐ抡n標教科書P73的兩道例題，學生分組研討，交流。） 針對訓練1. 一質量為2kg的物體，以4m. s的速度沿光滑水平面向左滑行。從某時刻起，對其施加一水平向右的力，經過一段時間后，滑塊的速度方向變?yōu)樗较蛴?，大小仍? m. s。試求此段時間內水平力所做的功。課堂小結本節(jié)我們學習了 “動能和動能定理”，重點是“動能定理”，難點是合力做總功等于物體 動能的變化，這一點須深刻理解并靈活準確運用?！皠幽芏ɡ怼笔恰肮δ荜P系”的特例，它是初步運用能量觀點處理力學問題的一條重要 規(guī)律。因其不涉及運動過程的細枝末節(jié)，故應用它處理動力學問題往往便捷。作業(yè)強化鞏固1.某人從距地面10m高的平臺上拋出一質量為 0.1kg的小鋼球，落地瞬時速度大小為x時,15 ms，不計空氣阻力，試求人對小鋼球所做的功。（取g = 10 m s2）2. 子彈以某一速度擊中靜止在光滑水平面上的木塊，當子彈進入木塊中的深度為x木塊相對水平面移動的距離為一，試求木塊獲得的動能.