教學(xué)設(shè)計(jì)動(dòng)能定理

1、動(dòng)能定理教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能(l)、知道動(dòng)能的定義式和單位，會(huì)根據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式計(jì)算運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能；(2)、理解動(dòng)能定理的物理意義，會(huì)用動(dòng)能定理處理單個(gè)物體的相關(guān)問題； (l)、通過理論推導(dǎo)得到動(dòng)能和動(dòng)能定理的表達(dá)式；(2)、在理解領(lǐng)悟動(dòng)能定理的過程中體會(huì)類比法、微元法的應(yīng)用；3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀(l)、通過自主學(xué)習(xí)和探究感受成功的喜悅，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣和求知欲；(2)、通過同伴合作交流學(xué)會(huì)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)他人和自己，增強(qiáng)人際交往的水平；重點(diǎn)難點(diǎn)(1)、理論探究動(dòng)能和動(dòng)能定理的表達(dá)式；(2)、會(huì)用動(dòng)能定理解決生產(chǎn)和生活中的實(shí)際問題；設(shè)計(jì)思想 本節(jié)課設(shè)計(jì)的主要目的是力求體現(xiàn)新課程理念：“注重科

2、學(xué)探究，提倡教學(xué)方式多樣化”體現(xiàn)“教學(xué)活動(dòng)的本質(zhì)是學(xué)生特殊學(xué)習(xí)活動(dòng)”的教學(xué)指導(dǎo)思想通過重力做功與重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系，推導(dǎo)外力對(duì)物體做功的表達(dá)式()，從而得出動(dòng)能和動(dòng)能定理的表達(dá)式例題的選擇從單過程到多過程，從直線到曲線、從恒力到變力，目的是讓學(xué)生感悟使用動(dòng)能定理解題的特點(diǎn)以及解題的優(yōu)越性和適用的廣泛性教學(xué)資源 動(dòng)能定理多媒體課件教學(xué)設(shè)計(jì)【課堂引入】一、理論探究構(gòu)建動(dòng)能表達(dá)式師：請(qǐng)大家回憶相關(guān)動(dòng)能的知識(shí)，動(dòng)能與哪些因素相關(guān)生：質(zhì)量越大!速度越大，動(dòng)能就越大師：物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度究竟有什么樣的定量關(guān)系？它的表達(dá)式如何？我們?nèi)绾稳ヌ骄磕兀?教師停頓片刻，學(xué)生思考)師：我們知道功是能量轉(zhuǎn)

3、化的量度，前面我們研究了重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，從而確立重力勢(shì)能的表達(dá)式”重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系式如何?生：重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系式是wg=mgh1-mgh2，由此得到重力勢(shì)能的表達(dá)式ep=mgh師：上節(jié)實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)，力對(duì)物體做的功與物體速度變化的關(guān)系是 (物體初速度為0)所以，功與速度變化的關(guān)系是導(dǎo)出動(dòng)能表達(dá)式的一個(gè)橋梁點(diǎn)評(píng)：評(píng)析學(xué)習(xí)的過程是學(xué)生在原有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上自我構(gòu)建，自我生成的過程”學(xué)生原有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是教學(xué)活動(dòng)的起點(diǎn)，在新知識(shí)教學(xué)中應(yīng)注意與已學(xué)知識(shí)的聯(lián)系【課堂學(xué)習(xí)】二、新課教學(xué)，理論探究給出情景：物體的質(zhì)量為m，在光滑水平面上，受到與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力f的作用，發(fā)

4、生一段位移l，速度由v；增加到v，恒力所做的功為w提出問題：物體的動(dòng)能與它的速度密切相關(guān)，而物體速度的變化又與它受力相關(guān)，能否從理論上探究做功與物體速度變化的關(guān)系？理論探究：(學(xué)生推導(dǎo))由使用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)和牛頓第二定律得三、猜想類比，尋找規(guī)律類比引導(dǎo)：與前面得出的重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系wg=mgh1-mgh2很相似師：比較上面兩個(gè)式子，能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?(學(xué)生通過觀察、類比、分析和討論回答)生l：從兩式比較能夠看出：外力做功w等于的始末狀態(tài)之差生2：上面兩式左邊都是功，功是能量變化的量度，所以我們類比第二個(gè)式子右邊 有可能是一個(gè)具有特定意義的物理量!應(yīng)該也是一個(gè)能量的表達(dá)式吧生3：上節(jié)課實(shí)驗(yàn)

5、探究了功與速度變化的關(guān)系，得到功與速度的平方成正比(初速度為零)”我們還知道物體的質(zhì)量越大!速度越大，物體的動(dòng)能越大，式中的與v相關(guān)?相關(guān)，這應(yīng)該就是我們尋找的動(dòng)能表達(dá)式點(diǎn)評(píng)：教師適時(shí)啟發(fā)!引導(dǎo)，采用師生互動(dòng)的方式，使用推理和類比等方法，以激發(fā)學(xué)生的思維遷移讓學(xué)生知道物理概念和規(guī)律的來(lái)龍去脈，充分體現(xiàn)了新課程的教學(xué)理念師生總結(jié)：與重力勢(shì)能一樣，動(dòng)能應(yīng)該是狀態(tài)量，動(dòng)能是標(biāo)量，單位是焦耳”重力勢(shì)能具有相對(duì)性有正負(fù)之分，動(dòng)能也具有相對(duì)性”雖然速度有正負(fù)，但動(dòng)能卻不可能為負(fù)值”動(dòng)能的相對(duì)性與重力勢(shì)能相對(duì)性是不同的”(4)鞏固練習(xí)，即時(shí)反饋(練習(xí)為了強(qiáng)化學(xué)生對(duì)動(dòng)能的概念和表達(dá)式的深刻理解)評(píng)析課堂留給學(xué)

6、生更多的思考時(shí)間，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)水平!歸納總結(jié)的水平四、拓展提升：領(lǐng)會(huì)動(dòng)能定理的含義(1)動(dòng)能定理的得出師：我們剛才推導(dǎo)用的物理模型是只有一個(gè)水平外力f做功的情形，對(duì)于多個(gè)力做功的情形(如水平面有摩擦)， 公式還成立嗎？如果成立w表示什么生：因?yàn)榍懊嫖覀兺茖?dǎo)時(shí)用，即用ma表示f，所以在一般情況下只要用w表示合外力做的功，公式同樣成立 師：如果公式意義可以表示為重力做的功等于重力是能的減少，那么公式的意義又如何呢？生：物體所受合外力做的功等于物體動(dòng)能的增加”師：此式就是我們今天學(xué)習(xí)的重要的內(nèi)容一動(dòng)能定理”(板書)動(dòng)能定理的內(nèi)容：合力在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化表達(dá)式

7、(2) 動(dòng)能定理的應(yīng)用動(dòng)能定理是通過牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出來(lái)的，但它的應(yīng)用范圍更廣泛題型一：動(dòng)能定理在多過程問題中的運(yùn)用例題1、物體質(zhì)量為15kg，靜止在光滑的水平面上，受到f1= 10n恒力作用運(yùn)動(dòng)了10m，接著又在f2=20n恒力作用下沿原方向運(yùn)動(dòng)了10m，求物體運(yùn)動(dòng)的末速度(教師觀察學(xué)生解題情況，讓學(xué)生板演后分析總結(jié))師：該題可以用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，但要求兩個(gè)加速度，比較復(fù)雜”而應(yīng)用定理求解可以化繁為簡(jiǎn)得點(diǎn)評(píng)：教師在習(xí)題教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生用多種方法多個(gè)角度去思考問題，通過不同的方法的比較，培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性題型二：動(dòng)能定理在曲線運(yùn)動(dòng)、變力問題中的運(yùn)用例題2、一小球用細(xì)

8、繩相連系于天花板上，懸線長(zhǎng)為l開始把小球拉直與懸點(diǎn)在同一水平面上，然后由靜止釋放，求小球運(yùn)動(dòng)到懸點(diǎn)的正下方時(shí)的速度?師：引導(dǎo)學(xué)生討論運(yùn)動(dòng)過程中物體受幾個(gè)力，各力做功情況利用微元法把曲線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)處理教師觀察學(xué)生解題情況，讓學(xué)生板演后分析總結(jié)），得師生總結(jié)：應(yīng)用動(dòng)能定理還能解決一些用牛頓定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律無(wú)法處理的問題，動(dòng)能定理不僅適用于直線運(yùn)動(dòng)也適用于曲線運(yùn)動(dòng)師生總結(jié)：應(yīng)用動(dòng)能定理還能解決一些用牛頓定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律無(wú)法處理的問題，動(dòng)能定理不僅適用于直線運(yùn)動(dòng)也適用于曲線運(yùn)動(dòng)老師適時(shí)滲透化曲為直、以恒代變等辯證思想，引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的思維方法，揭示問題的本質(zhì)和規(guī)律，從中概括領(lǐng)悟條件化，策略化!

9、規(guī)律化的解題方法，在訓(xùn)練中潛移默化地提高學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)良好的思維品質(zhì)例題3、一質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l的輕細(xì)繩懸掛于o點(diǎn)，小球在水平力f作用下，從平衡位置p點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到q點(diǎn)，如圖5所示，則力f所做的功為a、 b、 c、 d、fl此題錯(cuò)誤率非常高，學(xué)生普遍認(rèn)為f是恒力”教師通過受力分析，認(rèn)真閱讀題中/緩慢地移動(dòng)字眼，知道f是變力，用動(dòng)能定理可求出力f所做的功為， “c答案正確”評(píng)析通過幾個(gè)典型例題來(lái)鞏固已學(xué)知識(shí)，強(qiáng)化了用動(dòng)能定理解決問題的一般思路，感悟動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性和普遍性”【板書設(shè)計(jì)】1、 動(dòng)能的表達(dá)式2、 動(dòng)能定理的內(nèi)容3、 應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟課堂反饋1對(duì)動(dòng)能的理解【

10、例1】下列說(shuō)法正確的是()a做直線運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)能不變，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)能變化b物體的速度變化越大，物體的動(dòng)能變化也越大c物體的速度變化越快，物體的動(dòng)能變化也越快d物體的速率變化越大，物體的動(dòng)能變化也越大【思維提升】物體的動(dòng)能大小只由質(zhì)量和速率決定【拓展1】關(guān)于物體的動(dòng)能，下列說(shuō)法中正確的是( )a物體速度變化，其動(dòng)能一定變化b物體所受的合外力不為零，其動(dòng)能一定變化c物體的動(dòng)能變化，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定發(fā)生改變d物體的速度變化越大，其動(dòng)能一定變化也越大2動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用【例2】如圖所示，ab為1/4圓弧軌道，半徑為r08 m，bc是水平軌道，長(zhǎng)l3 m，bc間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1/15今有質(zhì)量m1 k

11、g的物體，自a點(diǎn)從靜止起下滑到c點(diǎn)剛好停止求物體在軌道ab段克服阻力所做的功【拓展2】人騎自行車下坡，坡長(zhǎng)l500 m，坡高h(yuǎn)8 m，人和車總質(zhì)量為100 kg，下坡時(shí)初速度為4 m/s，人不踏車的情況下，到達(dá)坡底時(shí)車速為10 m/s，g取10 m/s2，則下坡過程中阻力所做的功為( ) a4 000 jb3 800 jc5 000 j d4 200 j【例3】一輛車通過一根跨過定滑輪的輕繩pq提升井中質(zhì)量為m的物體，如圖所示，繩的p端拴在車后的掛鉤上設(shè)繩的總長(zhǎng)不變，繩的質(zhì)量、定滑輪的質(zhì)量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計(jì)開始時(shí)，車在a點(diǎn)，左右兩側(cè)繩都已繃緊并且是豎直的，左側(cè)繩長(zhǎng)為h提升時(shí)，車向左

12、加速運(yùn)動(dòng)，沿水平方向從a經(jīng)過b駛向c設(shè)a到b的距離也為h，車過b點(diǎn)時(shí)速度為vb求車由a移到b的過程中，繩q端的拉力對(duì)物體做的功是多少？參考答案：例1、答案 d解析：對(duì)于給定的物體來(lái)說(shuō)，只有在速度的大小(速率)發(fā)生變化時(shí)它的動(dòng)能才改變，速度的變化是矢量，它完全可以只是由于速度方向的變化而引起，例如勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢是指加速度，加速度大小與速度大小之間無(wú)必然的聯(lián)系拓展1、答案：c例題2、【解析】物體在從a滑到c的過程中，有重力、ab段的阻力、bc段的摩擦力共三個(gè)力做功，wgmgr，ffbcmg，由于物體在ab段所受的阻力是變力，做的功不能直接求根據(jù)動(dòng)能定理可知w外0，所以mgrmglwab

13、0，即wabmgrmgl(1×10×081×10×3/15) j6 j例題3、解析：車在b點(diǎn)的速度可以作如圖所示分解據(jù)幾何關(guān)系可知：vb1vbcos 45°vb且vb1即為物體此時(shí)的上升速度又據(jù)幾何關(guān)系可求得運(yùn)動(dòng)過程中物體上升的高度h(1)h對(duì)物體運(yùn)用動(dòng)能定理有：wtmghmv0解得wt(1)mghmv拓展2：答案b課后測(cè)評(píng)關(guān)于物體的動(dòng)能，下列說(shuō)法中正確的是（ ）a一個(gè)物體的動(dòng)能可能小于零b一個(gè)物體的動(dòng)能與參考系的選取無(wú)關(guān)c動(dòng)能相同的物體的速度一定相同d兩質(zhì)量相同的物體，若動(dòng)能相同，其速度不一定相同2質(zhì)量一定的物體( )a速度發(fā)生變化時(shí)其動(dòng)能一

14、定變化b速度發(fā)生變化時(shí)其動(dòng)能不一定變化c速度不變時(shí)其動(dòng)能一定不變d動(dòng)能不變時(shí)其速度一定不變3物體從高出地面h處由靜止自由落下，不考慮空氣阻力，落至沙坑表面后又進(jìn)入沙坑h停止（如圖所示）求物體在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？4如圖所示，質(zhì)量為m的物體，從高為h、傾角為的光滑斜面頂端由靜止開始沿斜面下滑，最后停在水平面上，已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為求：（1）物體滑動(dòng)至斜面底端時(shí)的速度大小； （2）物體在水平面上滑過的距離 5、電動(dòng)機(jī)通過一條繩子吊起質(zhì)量為8 kg的物體繩的拉力不能超過120 n，電動(dòng)機(jī)的功率不能超過1 200 w，要將此物體由靜止起用最快的方式將物體吊高90 m(已知物體在被吊高90 m以前已開始以最大速度勻速上升)，所需時(shí)間為多少？(g取10 m/s2)參考答案：1、答案d2、答案bc3答案：4答案： 5、答案：775 s解析：起吊最快的方式是：開始時(shí)以最大拉力起吊，達(dá)到最大功率后維持最大功率起吊在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，加速度為a m/s25 m/s2末速度vt m/s10 m/s上升時(shí)間t1 s2 s上升高度h1 m10 m在功率恒定的過程中，最后勻速運(yùn)動(dòng)的速度為vm m/s15 m/s由動(dòng)能定理有pmt2mg(hh1)mvmv解得上升時(shí)間t2575 s所以，要將此物體由靜止開始，用最快的方式