高中物理-動能和動能定理教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

1、第7節(jié)動能和動能定理教學(xué)目標(biāo).知識與技能.使學(xué)生進(jìn)一步理解動能的概念，掌握動能的計算式.結(jié)合教學(xué)，對學(xué)生進(jìn)行探索研究和科學(xué)思維能力的訓(xùn)練.理解動能定理的確切含義，應(yīng)用動能定理解決實際問題.過程與方法.運用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動能定理的表達(dá)式.理論聯(lián)系實際，學(xué)習(xí)運用動能定理分析解決問題的方法.情感、態(tài)度與價值觀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.教學(xué)重點：動能定理及其應(yīng)用.新課教學(xué)實驗探究一、動能的表達(dá)式生（回答剛才的問題，總結(jié)實驗結(jié)論）：物體的質(zhì)量越大，速度越大，它的動能就越大.師：那么動能與物體的質(zhì)量和速度之間有什么定量的關(guān)系呢？我們來看這樣一個問題. TOC o 1-5 h z

2、（投影展示課本例題，學(xué)生討論解決問題，獨立完成推導(dǎo)過程）設(shè)物體的質(zhì)量為 m,在與運動方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移 L,速度由V增大到V2,.試用牛頓運動定律和運動學(xué)公式，推導(dǎo)出力F對物體做功的表達(dá)式.（投影展示學(xué)生的推導(dǎo)過程，讓學(xué)生獨立完成推導(dǎo)過程）ma -V2=2all=師：剛才這位同學(xué)推導(dǎo)得很好，最好是在推導(dǎo)過程中加上必要的文字說明，這樣就更完美了.這個結(jié)論說明了什么問題呢？12 121 9生：從 W=mv； mv2這個式子可以看出，“ 一 mv2”很可能是一個具有特定意義222的物理量，因為這個物理量在過程終了時和過程開始時的差，正好等于力對物體做的功， 所 以“ 2 mv2

3、”就應(yīng)該是我們尋找的動能的表達(dá)式.師（鼓勵）：這位同學(xué)總結(jié)得非常好，我們都要向他學(xué)習(xí)，我們在上一節(jié)課的實驗探究中已經(jīng)表明，力對初速度為零的物體所做的功與物體速度的平方成正比，這也印證了我們的想法。所以動能應(yīng)該怎樣定義呢？ TOC o 1-5 h z 1c1c生：在物理學(xué)中就用 -mv 2這個物理量表示物體的動能，用符號日表示,Ek=mv2.22師：動能是矢量還是標(biāo)量 ？生：動能和所有的能量一樣，是標(biāo)量.師：國際單位制中，動能的單位是什么？生：動能的單位和所有能量的單位一樣，是焦耳，符號 J.師：1970年我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為173 kg,運動速度為7. 2 km/s,它的動能是

4、多大？生：根據(jù)計算可以得到我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星正常運轉(zhuǎn)的動能是4. 48X109J師：為了比較，我們再看這樣一個例子；質(zhì)量為 50 kg、運動速度為8m/s的同學(xué)在跑步中 的動能是多少？生：通過計算我們可以知道這位同學(xué)具有的動能是1. 6X103J.師：如果這些能量全部轉(zhuǎn)化為電能，能夠使100W勺燈正常工作多長時間？生：可以使100W勺電燈正常工作16s.師：我們知道，重力勢能和彈簧的彈性勢能都與相對位置有關(guān)，那么動能有沒有相對性呢？生：動能也應(yīng)該有相對性，它與參考系的選取有關(guān)。師：以后再研究這個問題時，如果不加以特別的說明，都是以地面為參考系來研究問題 的.大家再看這樣一個例子：父親

5、和兒子一起溜冰，父親的質(zhì)量是60 kg ,運動速度為5 m/s,兒子的質(zhì)量是30 kg ,運動速度為8m/s,試問父親和兒子誰具有的動能大 ？生1:當(dāng)然是父親的動能大了.師：你是怎樣得出這個結(jié)論的呢？生l :質(zhì)量大動能就大.生2:根據(jù)計算，兒子的動能要大于父親的動能.師（語重心長）：我們計算問題一定不要想當(dāng)然，這樣很容易出現(xiàn)錯誤，一定要有根據(jù)， 分析問題要全面.課堂訓(xùn)練.質(zhì)量一定的物體（）A.速度發(fā)生變化時，其動能一定變化B.速度發(fā)生變化時，其動能不一定變化C.速度不變時.其動能一定不變D.動能不變時，其速度一定不變2 .下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動能相等的是 （）A .甲的速度是乙的 2

6、倍，乙的質(zhì)量是甲的 2倍B .甲的質(zhì)量是乙的 2倍，乙的速度是甲的 2倍C .甲的質(zhì)量是乙的 4倍，乙的速度是甲的 2倍D .質(zhì)量相同，速度大小也相同，但甲向東運動，乙向西運動 參考答案 1 . BC 2 , CD二、動能定理O 1 O師：有了動能的表達(dá)式后，刖面我們推出的W mv2 mv1 ,就可以寫成 W Ek2一 TOC o 1-5 h z 2一 121212Ed= mv其中Ek2表布一個過程的末動能一mv2 ,Ek1表布一個過程白初動能一mv1.222師：上式表明什么問題呢 ？請你用文字?jǐn)⑹鲆幌?生：力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化.師：這個結(jié)論叫做動能定理

7、.師：如果物體受到幾個力的作用，動能定理中的W表示什么意義？生：如果物體受到幾個力的作用，動能定理中的W表示的意義是合力做的功.師：那么，動能定理更為一般的敘述方法是什么呢？生：合力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化.師：結(jié)合生活實際，舉例說明。生1:上一節(jié)課做實驗探究物體速度與力做功之間的關(guān)系時，曾經(jīng)采用的一種方法是平衡摩擦力，實際上這時小車受到的橡皮筋的拉力就等于物體所受的合力.生2:如果物體勻速下落，那么物體的動能沒有發(fā)生變化，這時合力是零，所以合力做 的功就是零.生3:例如，一架飛機(jī)在牽引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速運動.速度越來越 大，動能越來越大.這個

8、過程中是牽引力和阻力都做功，牽引力做正功，阻力做負(fù)功，牽引 力和阻力的合力做了多少功，飛機(jī)的動能就變化了多少.師：合力做的功應(yīng)該怎樣求解呢？我們經(jīng)常用什么方法求解合力做的功？生：合力做功有兩種求解方法，一種是先求出物體受到的合力.再求合力做的功，一種方法是先求各個力做功，然后求各個力做功的代數(shù)和.師：剛才我們推導(dǎo)出來的動能定理，我們是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下推出的.動能定理是否可以應(yīng)用于變力做功或物體做曲線運動的情況，該怎樣理解？生：當(dāng)物體受到的力是變力，或者物體的運動軌跡是曲線時，我們?nèi)匀徊捎眠^去的方法， 把過程分解為很多小段，認(rèn)為物體在每小段運動中受到的力是恒力，運動的軌跡是直

9、線， 這樣也能得到動能定理.師：正是因為動能定理適用于變力做功和曲線運動的情況，所以在解決一些實際問題中才得到了更為廣泛的應(yīng)用.我們下面看一個例題：投影展示例題，學(xué)生分析問題，討論探究解決問題的方法.一架噴氣式飛機(jī)質(zhì)量為 5.0X10 3kg,起飛過程中從靜止開始滑跑.當(dāng)位移達(dá)到l=5 . 3X102m時，速度達(dá)到起飛速度 v=60m/so在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重力的0.02倍.求飛機(jī)受到的牽引力.師：從現(xiàn)在開始我們要逐步掌握用能量的觀點分析問題.就這個問題而言.我們已知的條件是什么？生：已知初末速度，初速度為零，而末速度為v=60m/s,還知道物體受到的阻力是重力的0.02倍.師

10、：我們要分析這類問題，應(yīng)該從什么地方人手呢？生：還是應(yīng)該從受力分析人手。 這個飛機(jī)受力比較簡單， 豎直方向的重力和地面對它的 支持力合力為零，水平方向上受到飛機(jī)牽引力和阻力。師：分析受力的目的在我們以前解決問題時往往是為了求物體的加速度，而現(xiàn)在進(jìn)行受力分析的目的是什么呢 ？生：目的是為了求合力做的功， 根據(jù)物體合力做的功， 我們就可以求解物體受到的牽引 力.師：請同學(xué)們把具體的解答過程寫出來.投影展示學(xué)生的解答過程，幫助能力較差的學(xué)生完成解題過程.解題過程參考解.飛機(jī)的初動能E“=0.末動能合力F做的功用=FL根據(jù)動能定理有+合力F為牽用力F*和阻力F.之差，而阻力和重力的關(guān)系為屋其中A-0.

11、03)所以F= F. -kmg代人上式后解出fl L下=司+ *加抑把數(shù)值代入后得到尸工1. 8X10* N飛機(jī)更到的牽引力是1,8X10, N.師：用動能定理和我們以前解決這類問題的方法相比較，動能定理的優(yōu)點在哪里呢？生1:動能定理不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題要比牛頓定律方便.生2:動能定理能夠解決變力做功和曲線運動問題，而牛頓運動解決這樣一類問題非常 困難.師：下面大家總結(jié)一下用動能定理解決問題的一般步驟.（投影展示學(xué)生的解決問題的步驟，指出不足，完善問題）參考步驟用動能定理解題的一般步驟：.明確研究對象、研究過程，找出初末狀態(tài)的速度情況.要對物體進(jìn)行正確的受力分析，明確

12、各個力的做功大小及正負(fù)情況.明確初末狀態(tài)的動能.由動能定理列方程求解，并對結(jié)果進(jìn)行討論.師：剛才這位同學(xué)分析得很好，我們現(xiàn)在再看例題2.投影展示例題2一輛質(zhì)量為 m速度為V0的汽車在關(guān)閉發(fā)動機(jī)后于水平地面滑行了距離1后停下來，試求汽車受到的阻力.師：這個問題和上一個問題的不同之處在哪里？生1:首先是運動狀態(tài)變化的情況不同，上一個問題中飛機(jī)是從靜止開始加速運動的， 是初速度為零的加速運動， 而這個問題中汽車是具有一個水平方向的初速度，速度逐漸減小的一個減速運動，最終的速度為零.生2:兩個物體受力是不相同的，飛機(jī)受到的合力的方向和運動方向相同，而汽車受到 的合力方向和運動方向相反。生3:它們的動能

13、變化情況也不相同，飛機(jī)的動能是增加的，而汽車的動能是減小的.師：這也說明一個問題， 在應(yīng)用動能定理時我們應(yīng)該注意到，外力做功可正可負(fù)。 如果外力做正功，物體的動能增加；外力做負(fù)功，物體的動能減少.現(xiàn)在大家把這個問題的具體的解答過程寫出來.（投影展示學(xué)生的解答過程，指導(dǎo)學(xué)生正確的書寫解答過程）參考解答過程解：汽車的初動能、束動解分別為和0.圉力F做的功力 F電L應(yīng)用動能定理有-%- 皿出 士由此解出寫汽卒在這段運動中受到的阻打是師：通過以前的學(xué)習(xí)我們知道，做功的過程是能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過程.在上面的例題中，阻力做功，汽車的動能到哪里去了？生：汽車的動能在汽車與地面的摩擦過程中轉(zhuǎn)化成

14、內(nèi)能，以熱的形式表現(xiàn)出來，使汽 車與地面間的接觸面溫度升高.小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容是高中物理的一個重中之重，是高考中必考的內(nèi)容之一，并且所占的比 重非常大，所以要引起老師和學(xué)生的高度重視。本節(jié)連同下一節(jié)內(nèi)容(機(jī)械能守恒定律)是用能量觀點解決問題的重要組成部分，這兩節(jié)課后可以加適當(dāng)?shù)牧?xí)題課加以鞏固，也可以在本節(jié)課后就加一節(jié)習(xí)題課.本節(jié)課的內(nèi)容不是十分復(fù)雜，在用牛頓定律推導(dǎo)動能定理時學(xué)生一 般都能夠自己推導(dǎo)，要放開讓學(xué)生自己推導(dǎo)，以便學(xué)生對動能定理的進(jìn)一步認(rèn)識.動能定理的應(yīng)用當(dāng)然是這一節(jié)課的一個關(guān)鍵，這節(jié)課不可能讓學(xué)生一下子就能夠掌握應(yīng) 用這個定理解決問題的全部方法，而應(yīng)該教給學(xué)生最基本的分析方法，而這

15、個最基本分 析方法的形成可以根據(jù)例題來逐步讓學(xué)生自己體會，這兩個例題不難，但是很有代表性，分兩種情況從不同角度分析合力做功等于動能的變化，一次是合力做正功，物體動能增 加；一次是合力對物體做負(fù)功，物體動能減少.可以在這兩個題目的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生 的實際情況再增加一些難度相對較大的題目以供水平較高的學(xué)生選用.但是這節(jié)課的主 流還是以基礎(chǔ)為主，不能本末倒置.板書設(shè)計7.7動能和動能定理動能的表達(dá)式.推導(dǎo)過程.動能的表達(dá)式.動能的單位和標(biāo)矢性124. Ek= mv2,動能定理.內(nèi)容：合力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化.公式表不;W = E；.例題：分析學(xué)情分析深入了解學(xué)生

16、是上好課的關(guān)鍵，我對學(xué)生的基本情況分析如下：通過初中的學(xué)習(xí)， 對功和動能概念已經(jīng)有了相關(guān)的認(rèn)識，通過第六節(jié)的實驗探究， 認(rèn)識到做功與物體速度變化的關(guān)系。將本節(jié)課設(shè)計成一堂理論探究課有著積極的意義。因為通過“動能定理”的學(xué)習(xí)，深入理解“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”，并在解釋功能關(guān)系上有著深遠(yuǎn)的意義。(1)學(xué)生已經(jīng)知道物體由于運動而具有的能叫做動能。(2)學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識到做功必然引起對應(yīng)能量發(fā)生變化。(3)學(xué)生已經(jīng)知道用牛頓第二定律和運動學(xué)公式可以把力學(xué)量與運動聯(lián)系到一起。(4)通過三年多物理知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了一定的實驗?zāi)芰Α⒎治鰡栴}能力、歸納總結(jié)能力效果分析本節(jié)課通過創(chuàng)設(shè)情景， 讓學(xué)生在具體情景中

17、分析歸納，對動能和動能定理進(jìn)行理解，加以鞏固練習(xí)、實例探究使學(xué)生對于動能和動能定理有了深入理解、全面掌握，即理解個物理量和公式的內(nèi)涵和外延。在學(xué)法上突出學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，開展合作探究，進(jìn)行理論探究，引導(dǎo)分析總結(jié)等以學(xué)生為主體的特點。尤其關(guān)注課堂教學(xué)過程中學(xué)生個體差異產(chǎn)生新的教學(xué)資源并較好地進(jìn)行利 用，運用評價手段不斷引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，較好地將新課程理念結(jié)合于教學(xué)實際中。教材分析本課時內(nèi)容主要包括動能和動能定理等兩部分，它貫穿于這一章教材，是這一章的重點，也是力學(xué)的重點.由于新課標(biāo)減少了對動量的考察，所以動能定理在力學(xué)中的重要性更突出了。課本在講述動能和動能定理時，沒有把二者分開講述，而是以功能關(guān)系

18、為線索，通過恒力做功引人了動能的定義式和動能定理，這樣敘述，思路簡明，能充分體現(xiàn)功能關(guān)系這一線索。動能定理是高中物理內(nèi)容中十分重要的內(nèi)容之一，是中學(xué)階段處理功能問題使用頻率 最高的物理規(guī)律，他對前面研究恒力做功做了一個深入，對變力做功也適用， 并為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒打下了基礎(chǔ)，因此這一節(jié)有承上啟下的作用。本節(jié)課的內(nèi)容是高中物理的一個重中之重，是高考中必考的內(nèi)容之一， 并且所占的比重非常大，所以要引起老師和學(xué)生的高度重視。本節(jié)連同下一節(jié)內(nèi)容（機(jī)械能守恒定律）是用能量觀點解決問題的重要組成部分，這兩節(jié)課后可以加適當(dāng)?shù)牧?xí)題課加以鞏固，也可以在本節(jié)課后就加一節(jié)習(xí)題課. 本節(jié)課的內(nèi)容不是十分復(fù)雜，在用

19、牛頓定律推導(dǎo)動能定理時學(xué)生一般都能夠自己推導(dǎo)，要放開讓學(xué)生自己推導(dǎo)，以便學(xué)生對動能定理的進(jìn)一步認(rèn)識.動能定理的應(yīng)用當(dāng)然是這一節(jié)課的一個關(guān)鍵，這節(jié)課不可能讓學(xué)生一下子就能夠掌 握應(yīng)用這個定理解決問題的全部方法，而應(yīng)該教給學(xué)生最基本的分析方法，而這個最基 本分析方法的形成可以根據(jù)例題來逐步讓學(xué)生自己體會，這兩個例題不難，但是很有代 表性，分兩種情況從不同角度分析合力做功等于動能的變化，一次是合力做正功，物體 動能增加；一次是合力對物體做負(fù)功，物體動能減少.可以在這兩個題目的基礎(chǔ)上，根 據(jù)學(xué)生的實際情況再增加一些難度相對較大的題目以供水平較高的學(xué)生選用.但是這節(jié) 課的主流還是以基礎(chǔ)為主，不能本末倒置

20、.動能和動能定理課后評測練習(xí)一、選擇題（.16題只有一項符合題目要求；78題有多項符合題目要求）1. A、B兩個物體在光滑的水平面上，分別在相同的水平恒力F作用下，由靜止開始通過相同的位移s,若物體A的質(zhì)量大于物體 B的質(zhì)量，在這一過程中：（）A.物體A獲得的動能較大B.物體B獲得的動能較大C.物體AB獲得的動能一樣大D.無法比較物體AB獲得的動能的大小.細(xì)繩拴一個質(zhì)量為 m的小球?qū)⒐潭ㄔ趬ι系妮p質(zhì)彈簧壓縮，小球與彈簧不粘連。距地面 TOC o 1-5 h z 的高度為h,如圖所示?，F(xiàn)將細(xì)線燒斷，不計空氣阻力，則：（）A .小球的加速度始終為gB .小球離開彈簧后機(jī)械能一直增大C.小球離開彈簧

21、后在空中做平拋運動D.小球落地前瞬間的動能一定大于mgh.改變汽車的質(zhì)量和速度都能使汽車的動能發(fā)生變化，在下列情況中，能使汽車的動能變 為原來3倍的是：（）A.質(zhì)量不變，速度變?yōu)樵瓉淼?倍B.質(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉淼?倍C.質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，速度變?yōu)樵瓉淼?1/3D.質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?/3,速度變?yōu)樵瓉淼?倍.質(zhì)量為lkg的物體沿直線運動的 vt圖象如圖所示，則：（）。I 23 的A.從第1s末到第3s末合外力做的功為 2J B.第1s末物體具有的動能為 4JC.前3s內(nèi)合外力對物體做的功為2JD.第1s內(nèi)合外力對物體做的功為4J.如圖，滑塊以V0速度滑入水平傳送帶，傳送帶速度始終保持v （v

22、V0）,滑塊到達(dá)傳送帶右端時速度也達(dá)到 V。下列判斷正確的是:A .摩擦力與滑塊相對傳送帶位移的乘積等于滑塊動能的增加量B.摩擦力對滑塊所做的功等于滑塊動能的增加量C.帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機(jī)多做的功等于這一過程產(chǎn)生的熱能D.摩擦力對滑塊所做的功等于滑塊動能的增加量與產(chǎn)生的熱能之和6.如圖所示，一個物體由靜止開始，從A點出發(fā)分別經(jīng)三個粗糙斜面下滑到同一水平面上的Cl、C2、C3處。已知三個斜面的動摩擦因數(shù)都相同， 則下列說法正確的是：（）A.物體到達(dá)C3處的動能最大B.物體在Cl、C2、C3處的動能相等C.物體在三個斜面上克服摩擦力做功都相同D.物體沿A C3斜面下滑時克服摩擦力做功最多7.如圖

23、所示，A、B質(zhì)量相等，它們與地面間的動摩擦因數(shù)也相等，且Fa = Fb,如果A、B由靜止開始運動相同的距離，那么：（）Fa對A做的功與Fb對B做的功相同F(xiàn)a對A做功的平均功率大于 Fb對B做功的平均功率C.到終點時物體A獲得的動能大于物體 B獲得的動能D.到終點時物體 A獲得的動能小于物體 B獲得的動能.一質(zhì)量為m的人站在觀光電梯內(nèi)的磅秤上，電梯以0.2g的加速度勻加速上升 h高度，在此過程中：（）A .人的重力勢能增加了 0.2mgh B.人克服重力做功 mghC.人的動能增加了 1.2mghD.人的機(jī)械能增加了 1.2mgh二、非選擇題.如圖所示，豎直平面內(nèi)的軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組

24、成，小球從斜面上 A點由靜止開始滑下，滑到斜面底端后又滑上一個半徑為R的圓軌道，(1)若接觸面均光滑.小球剛好能滑到圓軌道的最高點C ,求通過最高點 C的速度(2)若接觸面均光滑.小球剛好能滑到圓軌道的最高點C ,求斜面高h(yuǎn).(3)若已知小球質(zhì)量 m =0.1kg ,斜面高h(yuǎn) =2m ,軌道半徑 R =0.4m ,小球運動到 C點時對2軌道壓力為mg,求全過程中克服摩擦阻力做的功.取 g=10m/s.飛機(jī)在水平跑道上滑行一段時間后起飛.飛機(jī)總質(zhì)量m=1X104kg,發(fā)動機(jī)在水平滑行過程中保持額定功率 P=8000kW,滑行距離x=50m,滑行時間t=5s,然后以水平速度 vO=80m/s 飛離跑道后逐漸上升，飛機(jī)在上升過程中水平速度保持不變，同時受到重力和豎直向上的恒定升力(該升力由其他力的合力提供，不含重力)，飛機(jī)在水平方向通過距離L=1600m的過程中，上升高度為 h=400m .取g=10m/s