動能定理完美版

1、一、設(shè)計理念著名教育學(xué)家布魯納說：“知識的獲得是一個主動過程，學(xué)習(xí)者不應(yīng)該是信息的被動接 受者，而應(yīng)是知識獲取的主動參與?！蔽锢淼膶W(xué)習(xí)過程不應(yīng)是純粹的知識傳授過程，充分調(diào) 動學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生自主地構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，體驗一個知識的形成 過程。二、教材分析（一）教材的地位和作用“動能 動能定理”是機械能這一章中第四節(jié)的內(nèi)容，其中“動能定理”的概念是本章重 點內(nèi)容，也是學(xué)生第一次定量的研究“能量通過做功轉(zhuǎn)化成其它能量”的數(shù)學(xué)描述，而作為 力學(xué)中最重要的規(guī)律之一，它的應(yīng)用更是貫穿于以后的許多章節(jié)。學(xué)生在初中階段已學(xué)習(xí)過 動能的概念，并知道運動物體的速度越大質(zhì)量越大，動能就越大，但具

2、體的表達(dá)式學(xué)生并不 知道，對于解決運動學(xué)問題中常用到的動能定理更是一無所知，同時我們注意到“動能定理” 概念概括性強，相當(dāng)抽象，不可能在短時間內(nèi)就讓學(xué)生有深刻體會，而應(yīng)該逐步展開、加深。 因此本課題的教學(xué)設(shè)計要解決兩個問題，一是怎樣提出課題和分析論證課題才能使學(xué)生有效 地吸收新知識？二是介紹動能定理的規(guī)律和應(yīng)用特點。這兩個問題是統(tǒng)一的，前者是教學(xué)的 組織以及課程進(jìn)展的形式；后者是課題內(nèi)容本身，這兩者的有機結(jié)合便是本課教學(xué)的任務(wù)。（二）教學(xué)目標(biāo)1、知識技能目標(biāo) （1）理解什么是動能 （ 2）知道動能的定義式，知道動能是標(biāo)量和狀態(tài)量，知道動能的單位是焦?fàn)朖（3）正確理解和運用動能公式分析、解答有關(guān)

3、問題。（4）運用演繹法推導(dǎo)動能定理，掌握動能定理的適用范圍、方法及特點，理解和運用動能定 理。（5）理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力2、過程方法目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生“觀察T疑問T分析T探究T歸納T演繹”得出物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)能力3、情感與態(tài)度目標(biāo)（1）利用多媒體、演示實驗、問題情景等手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過問題的交流，關(guān)注 學(xué)生與人合作的態(tài)度、表達(dá)與交流意識和探索精神（2）通過動能定理的演繹推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣（三）教學(xué)重點和難點教學(xué)重點1、動能概念及其表達(dá)式的理解2、動能定理及其應(yīng)用教學(xué)難點1、動能定理中總功的分析與計算在初學(xué)時比較困難，應(yīng)通過例題逐步提高學(xué)生解決該問題的 能力。

4、2、通過動能定理進(jìn)一步加深功與能的關(guān)系的理解，讓學(xué)生對功、能關(guān)系有更全面、深刻的認(rèn) 識，這是本節(jié)的較高要求，也是難點。三、學(xué)情分析前面講過，學(xué)生在初中階段已學(xué)習(xí)過動能的概念，并知道運動物體的速度越大質(zhì)量越大， 動能就越大。而且通過前一節(jié)“功和能”的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了“功是能量轉(zhuǎn)化的量 度”，知道能量的轉(zhuǎn)化可以通過力做功來實現(xiàn)，這為“動能”“動能定理”的推導(dǎo)埋下了伏 筆。四、教法與學(xué)法分析1、教法分析我在準(zhǔn)備這節(jié)課之前首先注意了以下問題：一是引起學(xué)生的意向，即教師首先需要激發(fā) 學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，教學(xué)是在學(xué)生想學(xué)的心理基礎(chǔ)上展開的；二是增加學(xué)生對物理的應(yīng)用意識, 讓學(xué)生感覺物理知識都有活生生的

5、現(xiàn)實模型；三是采用易于學(xué)生理解的方式，比如教學(xué)手段 上可以豐富一點，借助多媒體輔助教學(xué)和演示實驗。除此之外，我更注意學(xué)生的思維訓(xùn)練。 古希臘哲學(xué)家、教育學(xué)家蘇格拉底說：教師在課堂上講了些什么并非不重要，但學(xué)生想了些 什么更重要千百倍。我這節(jié)課力求以知識的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用為主線，遵循“教師為主導(dǎo)， 學(xué)生為主體”的原則，結(jié)合高中生的求知心理和已有的認(rèn)知水平開展教學(xué)，結(jié)合現(xiàn)實生活實 際在學(xué)生知識的“最近發(fā)展區(qū)”設(shè)置新問題，借助多媒體，引入演示實驗，激發(fā)學(xué)生思考探 究問題的熱情，讓學(xué)生自主探究、合作討論，探究知識的形成過程，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，逐漸學(xué) 會探究新知。2、學(xué)法分析本節(jié)課學(xué)生的學(xué)法：觀察一一類比、

6、探討一一抽象歸納，建立初步概念一一通過簡單反 饋檢測，強化初建的概念。這一設(shè)計體現(xiàn)了“實踐探索理論實踐探索”的學(xué)習(xí)規(guī)律 和方法，從而體現(xiàn)了學(xué)生的主體學(xué)習(xí)地位和寬松熱烈的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生領(lǐng)會到物理的研究 學(xué)習(xí)方法一一“求真求實”，一切以實驗為基礎(chǔ)，加以合理科學(xué)的類比、設(shè)想、推理、抽象, 建立起科學(xué)的理論體系設(shè)計意圖列舉生活實例， 使學(xué)生意識到物 理問題源自生活五、教學(xué)過程設(shè)計步驟教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)情景播放一組錄像，引導(dǎo)學(xué)生思考，導(dǎo)出動能的概念引入課題問題1、動1、教師演示初中做過的實驗，用以下表格分析 能的概念高度h前進(jìn)的位移s做功的 本領(lǐng)動能質(zhì)量m 相同大大大大小小小小質(zhì)量m前進(jìn)的位移s做工的本領(lǐng)動

7、能高度h 相同大大大大小小小小教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：質(zhì)量越大、速度越大，物體的動能就越大2、那怎樣定量的表示動能呢？怎么算？設(shè)原來靜止的物體，速度 v = 0,所以動能Ek = 0, 它在外力作用下發(fā)生一段位移，這時外力對物體做功的 大小為FS。且由牛頓第二定律，物體在外力作用下產(chǎn)生 加速度，因而在發(fā)生這段位移的同時，獲得了一定的速 度，即獲得了動能，動能由0到有，就是由外力做功實現(xiàn)的。W = F S S =- S =- W = FS =板書：公式：Ek =（其中速度v為即時速率）說明：（1）動能的單位：J（2 ）動能是一個標(biāo)量，無方向，求和只需用代數(shù) 相加減3、經(jīng)典練習(xí)強化：例題1、判斷：運

8、動物體所具有的能就是動能？分析：錯。因為運動的物體除了具有動能以外，還 可以具有勢能、內(nèi)能、電能等其他形式的能。.在運動 著的物體所具有的能量中，僅僅由于運動而引起的那部 分能量才是動能。例題2、（課后練習(xí)2）質(zhì)量10g、以0.8km/s的速度飛 行的子彈，質(zhì)量60kg、以10m/s的速度奔跑的運動員， 二者相比，那一個的動能大？分析：對子彈：對運動員：可見子彈比運動員的動能大，和我們同學(xué)想象的不一樣 啟示：（1 ）求解題目時不能憑感覺，應(yīng)帶入相應(yīng)的 物理公式（2）求解動能時，各物理量必須用國際單位， 即質(zhì)量用kg、速度用m/s 多媒體和實驗相結(jié)合，各取優(yōu)點，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí) 興趣，通過列表

9、比較、巧設(shè)妙問，結(jié)合前面功和能” 承上啟下，為“動能”的引入做好準(zhǔn)備設(shè)計問題，引導(dǎo)學(xué)生分析歸納概括，形成概念，激發(fā)探 索欲望。這一過程中，對學(xué)生的歸納，要給充分的肯定 和鼓勵，以培養(yǎng)他們大膽猜想的意識和習(xí)慣。教會學(xué)生得出概念公式后要對他的特性做一個分析， 比 如單位、矢量性、適用性等等物理概念是物理思維的基礎(chǔ)，通過兩道典型例題的分 析，培養(yǎng)學(xué)生利用定義解決問題的能力，同時強化對物 理概念的理解，并告誡學(xué)生應(yīng)該記住的注意事項問題2:動 能定理的 分析4、過渡：我們將剛才推導(dǎo)動 能公式的例子改動一下：假設(shè) 物體原來就具有速度 vi，且水 平面存在摩擦力f ,在外力F 作用下，經(jīng)過一段位移 s,速

10、度達(dá)到V2，如圖2，則此過程中，外力做功與動能間又 存在什么關(guān)系呢？ 引導(dǎo)學(xué)生分析：外力F做功：WF= Fs 摩擦力f做功：W= -fsEl|I冋J(rèn)結(jié)論：可見，外力對物體做的總功等于物體在這一運動 過程中動能的增量。其中 F與物體運動同向，它做的功 使物體動能增大；f與物體運動反向，它做的功使物體 動能減少。它們共同作用的結(jié)果，導(dǎo)致了物體動能的變 化。將上述問題再推廣一步：若物體同時受幾個方向任意的 外力作用，情況又如何呢？引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出正確結(jié)論并板書：(1)內(nèi)容：外力對物體所做的總功等于物體動能的變化，這個結(jié)論叫動能定理。用W總表示外力對物體做的總功，用 氐表示物體初態(tài)的 動能，用Ek2表示

11、末態(tài)動能，則動能定理表示為：Wfe、=Ek2-E k1 = A Ek(2 )表達(dá)式：Wfe、= Ek2-E k1= A Ek5、教師強調(diào)對動能定理的理解a .對外力對物體做的總功的理解有的力促進(jìn)物體運動，而有的力則阻礙物體運動。 因此它們做的功就有正、負(fù)之分，總功指的是各外力做 功的代數(shù)和；又因為 W= WV2+-= Fi S+F2 s+ = F合 s,所以總功也可理解為合外力的功。b .對該定理標(biāo)量性的認(rèn)識先設(shè)計一道題 目，讓學(xué)生自己 利用功能關(guān)系導(dǎo) 出動能定理，體 驗知識的形成過 程。實踐證明， 探索得來的知識 印象最深刻，它 不僅讓學(xué)生自然 體會到“發(fā)現(xiàn)” 的樂趣，而且可 以培養(yǎng)學(xué)生知識

12、 遷移的能力和邏 輯推理能力層層深入，步步 拓展，從特殊到 一般，外推動能 定理的內(nèi)容概念定律的出來 后，引導(dǎo)學(xué)生對 其內(nèi)涵和外延作 分析，這是正確 利用概念定律解因動能定理中各項均為標(biāo)量，因此單純速度方向改 變不影響動能大小。如勻速圓周運動過程中，合外力方向指向圓心，與位移方向始終保持垂直，所以合外力做體的先決條件，功為零，動能變化亦為零，并不因速度方向改變而改變。尤其是要特別強c.對定理中“變化” 一詞的理解調(diào)易錯和易忘的由于外力做功可正、可負(fù)，因此物體在一運動過程知識點，要在不中動能可增加，也可能減少。因而定理中“變化”一詞同時候不同地方的確切含義為末態(tài)與初態(tài)的動能差，或稱為“改變量”。

13、數(shù)值可正，可負(fù)。具體表現(xiàn)為：不斷加以強化W合0, Ek2 亦 ,耳 0W合 V 0, Ek2 v Ek1, Ekv 0d .對狀態(tài)與過程 關(guān)系的理解功是伴隨一個物理過程而產(chǎn)生的，是過程量；而動能是狀態(tài)量。動能定理表小了過程量等于狀態(tài)量的改變 量的關(guān)系。e. 是一種求功的方法.f. 適用范圍既適合于 直線運動，也適合于 曲線運動；既適用于恒力做功，也適合于 變力做功 經(jīng)典練習(xí)強化：3例3 （課本例題）一架噴氣式飛機，質(zhì)量m = 5 X 10 kg ,能力不是靠教2起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s= 5.3 X 102m的，而是要靠虛 心培養(yǎng)的，抓住時，達(dá)到起飛速度 V = 60m /s，在此過

14、程中飛機受到的機會，讓學(xué)生根平均阻力是飛機重量的0.02倍（k = 0.02），求飛機受據(jù)動能定理的概到的牽引力.念嘗試自己解決解法一：以飛機為 研究對象，它做勻問題加速直線運動受到在這道例題中，重力、支持力、牽引力和阻力作用.我利用電腦模擬由牛二：F 合=Fi kmg=m a飛機起跑階段的運動學(xué)公式：vo2=2 as情境，從而更直 觀的說明問題。由和得只有真正的去比所以較，才能更好地 發(fā)現(xiàn)各自的優(yōu)缺 點，因而在解題 過程中，利用兩 種解法，進(jìn)一步解法二：以飛機為研究對象，它受到重力、支持力、牽 引力和阻力作用，這四個力做的功分別為V業(yè)=0, W說明：在計算合 力做功時，可以 求出物體所受的支

15、=0， W= Fis，Wa=- kmg s .合力，然后再得 出合力做功；也據(jù)動能定理得：可以算出作用在 物體上各個力所 做的功，再相加即：減。在后一種解 法中強調(diào)正功，代入數(shù)據(jù)解得F1= 1.8 X 104 N負(fù)功的判斷。從 而達(dá)到突破難啟示：由于動能疋理本身不需要分析具體的運動過程，點。往往能給解題帶來方便教師通過以上例題引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)動能定理的應(yīng)用步驟：讓學(xué)生自己總(1)明確研究對象及所研究的物理過程。結(jié)，自己構(gòu)建知(2)對研究對象進(jìn)行受力分析，并確定各力所做的功，識體系，教師加求出這些力的功的代數(shù)和。以補充和修正，O 兀存t宀右厶士臺匕/ -H./rn 曰 用們 口、豐壬士口七總體現(xiàn)“教

16、師主導(dǎo)，(3)確定始、木態(tài)的動冃匕。(木知量用付號表示)，根據(jù)動能定理列出方程學(xué)生主體”的教W總=E2-Ekl)學(xué)思想(4)求解方程、分析結(jié)果三、作業(yè)鞏固和應(yīng)用所學(xué)1、課本 p126 (5)知識，選擇代表2、課本 p126 (6)性強的問題作為3、(補充)一學(xué)生用100N的力將質(zhì)量為0.5kg的球以 8m/s的速度沿水平方向踢出 20m遠(yuǎn)，求該學(xué)生對球所做 的功。課后作業(yè)六、教學(xué)評價不論何時，都要盡可能讓思考與反省預(yù)見到突發(fā)的激情，這于審慎者可輕而易舉做到。心煩意亂之時，首先要做的就是意識到這一點。先控制住自己的情緒，下決心不再使之加劇。有了這種高明 的防范，就能很快終止怒氣。要懂得制怒之法，且止息于當(dāng)止之時：奔跑時停下來最難；狂怒時保持頭腦清醒也一樣難。過分激動，不論程度