第8章第3節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理教學(xué)設(shè)計(jì)

人教版高物理必修學(xué)設(shè)計(jì)課題

動(dòng)能和動(dòng)能定理

單元8

學(xué)科

物理

年級(jí)

高一教材分析教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)重點(diǎn)難點(diǎn)

本節(jié)課所采用的教材是人教版高中物理必修2第八章第節(jié)的容本節(jié)內(nèi)容是本章的重點(diǎn),本節(jié)在講述動(dòng)能和動(dòng)能定理時(shí)，沒有把二者分開講述，而是以功能關(guān)系為線索，同時(shí)引入了動(dòng)能的定義式和動(dòng)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，同時(shí)考慮到初中已經(jīng)學(xué)過動(dòng)能的概念，這樣敘述，學(xué)生容易接.通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生理解動(dòng)能定理的推導(dǎo)過.楚動(dòng)能定理的適用條件，通過對(duì)比分析使學(xué)生體會(huì)到應(yīng)用動(dòng)能定理解題較牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題的不同點(diǎn)用動(dòng)能定理解題由于不涉及物體運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和時(shí)間此用它來處理問題有時(shí)比較方便.一、教學(xué)目標(biāo)1.理解動(dòng)能的概念，利用動(dòng)能定式進(jìn)行計(jì)算；2.理解動(dòng)能定理表述的物理意義并能進(jìn)行相關(guān)分析與計(jì)算；3.恒力作用下利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律功的公式推導(dǎo)動(dòng)能定理；4.理解恒力作用下的直線運(yùn)動(dòng)牛運(yùn)動(dòng)定律理與動(dòng)能定理處理問題的異同點(diǎn)對(duì)變力作用、曲線運(yùn)動(dòng)動(dòng)能定理解決問題的優(yōu)越性。二、核心素養(yǎng)物理觀念：樹立動(dòng)能的觀念，理解動(dòng)能定理的表達(dá)式科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生演繹推理的能力。科學(xué)探究通過探究外力對(duì)物體做的功與物體動(dòng)能的變化關(guān)系會(huì)獲取知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能的方法。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過對(duì)動(dòng)能和能定理的演繹推理學(xué)生從中領(lǐng)略到物理等自然學(xué)科中所蘊(yùn)含的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系。反映了自然界的真實(shí)美。理解動(dòng)能定理，應(yīng)用動(dòng)能定理解決問題通過研究外力做功來推導(dǎo)得出動(dòng)能定理的表達(dá)式教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)導(dǎo)入新課

教師活動(dòng)我們知道功是能量轉(zhuǎn)化的量度，重力做功對(duì)應(yīng)于重力勢(shì)能的變化，彈簧彈力做功對(duì)應(yīng)于彈性勢(shì)能的變化。那么動(dòng)能和力的做功有關(guān)嗎？

學(xué)生活動(dòng)學(xué)生觀察圖片

設(shè)計(jì)意圖通過從所學(xué)知識(shí)例如：炮彈在炮筒內(nèi)推力的作用下速度越來越思考動(dòng)能和力

入手，通過問題

12大，動(dòng)能增加，這種情況下推力對(duì)物體做了功。12出示圖片炮彈在炮筒的推力的用下運(yùn)動(dòng)本節(jié)我們就來探尋動(dòng)能的表達(dá)式以及動(dòng)能的變化與力的做功的關(guān)系。

的做功是否有關(guān)

激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望講授新課

一、動(dòng)能的表達(dá)式、物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。出示圖片行駛的汽車行炮彈無規(guī)則運(yùn)學(xué)生觀察圖片動(dòng)的分子。它們都具有一定的動(dòng)能。、探究動(dòng)能的表達(dá)式為了探究動(dòng)能的表達(dá)式，讓我們來分析二個(gè)具體問題：問題：光滑水平面上一物體原來靜止，質(zhì)量

體會(huì)動(dòng)能是由于物體的運(yùn)動(dòng)而具有的能量為，時(shí)動(dòng)能是多？因?yàn)槲矬w沒有運(yùn)動(dòng)，所以沒有動(dòng)能。問題量為的物體在光滑平面上運(yùn)動(dòng)，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移L速度由速度由v增到v，外力做功多少？

在教師引導(dǎo)下學(xué)生分析推導(dǎo)

鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力物體在恒力作用下運(yùn)動(dòng)解：根據(jù)牛頓第二定律，有F勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系式：v-v2aL1得：L

v-v

kkW=ma×

v

-v21整理后得：

1=2-222從上式可以看出，

mv2”“很可能是一個(gè)具有定意義的物理量，因?yàn)檫@個(gè)量在過程終了與過程開始時(shí)的差，正好等于力對(duì)物體做的功。（1動(dòng)能表達(dá)式在物理學(xué)中就用“mv2”這個(gè)量表示物的動(dòng)能。

學(xué)生閱讀課文說出動(dòng)能表達(dá)式

鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力用符號(hào)表示：=K

12

說明：①動(dòng)能只有正值只與速度的大小有關(guān)，而與速度的方向無關(guān)。②動(dòng)能是標(biāo)量，它的單位與功的單位相同，在＝國際單位制中都是焦耳是因?yàn)?kg（m/s2＝1③動(dòng)能具有相對(duì)性與參考系的選擇有關(guān)，一般選地面為參考系。思考討論：2016年16日我國成功發(fā)射首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)墨號(hào)質(zhì)量為kg，某時(shí)刻它速度大小為7.6km/s此時(shí)它的動(dòng)能是多少？解：7.6m/s12=631×3)J≈K2答：它的動(dòng)能是10二、動(dòng)能定理

學(xué)生思考討論并計(jì)算

鍛煉學(xué)生的計(jì)算能力、動(dòng)能定理：W

1mv2-mv222

閱讀課文說出

鍛煉學(xué)生的自主

k1可以寫成：＝E－Ek1E：末動(dòng)能，E：動(dòng)能。這個(gè)關(guān)系表明，力在一個(gè)過程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。這個(gè)結(jié)論叫作動(dòng)能定理。說明：如果物體受到幾個(gè)力的共同作用，動(dòng)能定理中的力對(duì)物體做的功W即合力做功，它等于各個(gè)力做功的代數(shù)和。、動(dòng)能定理理解（1動(dòng)能定理的的研究對(duì)象既可以是單一物體也可以看成是單一物體的物體系。（2動(dòng)能定理主要用于解決:變力做功、曲線運(yùn)動(dòng)和多過程的動(dòng)力學(xué)問（3動(dòng)能定理的實(shí)質(zhì)說明了物體動(dòng)能的變化是通過外力做功的過程來實(shí)現(xiàn)的?！纠}1】一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量m為kg起飛過程中從靜止開始滑跑當(dāng)位移7.0×10

動(dòng)能定理的表達(dá)式

學(xué)習(xí)能力掌握動(dòng)能定理達(dá)到

時(shí)速度達(dá)到起飛速度m/s。在在教師引導(dǎo)下

鍛煉學(xué)生的計(jì)算此過程中，飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)所受重力的認(rèn)審題，解

能力和培養(yǎng)學(xué)生150

。g取10

，求飛機(jī)平均牽引力的大小。

答，并闡述自己的解題方

觀察問題分析問題的習(xí)慣并規(guī)范分析本題知飛機(jī)滑跑過程的始、末速度，因而能夠知道它在滑跑過程中增加的動(dòng)能。根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的增加等于牽引力做功和阻力做功的代數(shù)和。如圖所示，在整個(gè)過程中，牽引力對(duì)飛機(jī)做正功力負(fù)功于機(jī)的位和所受阻力已知，因而可以求得牽引力的大小。

法。

解題步驟解

以飛機(jī)為研究對(duì)象，設(shè)機(jī)滑跑方向?yàn)?/p>

k1k1x軸正方向。飛機(jī)的初動(dòng)能＝，末k1k1E

，力F做功＝l根據(jù)動(dòng)能定理:＝－E

有:=

-0由于＝F

－

，

＝，=

則

F=

2L

+kmg把數(shù)值代入后得:F

＝5

N飛機(jī)平均牽引力的大小是1.04×105總結(jié)：

N

教師總結(jié)學(xué)生思考

讓學(xué)生對(duì)動(dòng)能定理有一個(gè)更深層、應(yīng)用動(dòng)能定理優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)能定理不涉及物體運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和時(shí)間，因此用它處理問題常常比較方便。、注意：力對(duì)物體做的功可以為正值，也可以為負(fù)值。合力做正功時(shí)，物體的動(dòng)能增加；合力做負(fù)功時(shí)，物體的動(dòng)能減少。、應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟①明研究對(duì)象，明確運(yùn)動(dòng)過程。②分析研究對(duì)象的受力情況和各個(gè)力的做功情況，然后求各個(gè)力做功的代數(shù):③明確始末狀態(tài)初動(dòng)能末能根動(dòng)能定理列出方:＝E—④根據(jù)動(dòng)能定理列方程求解并檢驗(yàn)?！纠}】們有時(shí)用“打夯”的方式松散

通過例題學(xué)生總結(jié)解題步驟教師引導(dǎo)下認(rèn)

的理解鍛煉學(xué)生的總結(jié)能力鍛煉學(xué)生的分析的地面夯實(shí)。設(shè)某次打夯符合以下模型：兩人同時(shí)通過繩子對(duì)重物各施加一個(gè)力，力的大小均為320N，方向都與豎直方向成，重物離開地面后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2

真審題，計(jì)算能力并闡述自己的解題方法。cm重物的質(zhì)量為取2＝。

，cos求：（1）重物剛落地時(shí)的速度是多大？

（2重物對(duì)地面的平均沖擊力是多大？分析如所示，甲表示重物在面上受到人的作用力，乙表示上升30cm人停止施力，丙表示剛落地，丁表示砸深地面后靜止。甲

乙

丙

丁重物落地時(shí)的速度，即丙中重物的速度，可以對(duì)從甲至丙這一過程應(yīng)用動(dòng)能定理來求解。重物對(duì)地面沖擊力的大小與從丙至丁這一過程中重物所受阻力的大小相等，可以對(duì)這一過程應(yīng)用動(dòng)能定理來求解。解：（）根繩子對(duì)重物的合力F合＝F°2××0.8N＝512N由甲至丙只有繩子的拉力做功，應(yīng)用動(dòng)能定理可得FL==

mv2FL合m

=

512×

m/s=2.5m/s（2）由丙到丁的過程中應(yīng)用動(dòng)能定理可得：mgL′－FL′＝0－

mv

F

＝＋

2L

50×2.52＝＋8.3×103N物落地時(shí)的速度大小為ｍ地面的平均沖擊力的大小為×Ｎ科學(xué)方法

演繹推理

學(xué)生閱讀課文

拓展學(xué)生的知識(shí)演繹推理是從一般性結(jié)論推出個(gè)別性結(jié)論的方法，即從已知的某些一般原理、定理、法則、公

了解演繹推理

面

理或科學(xué)概念出發(fā)，推出新結(jié)論的一種思維活動(dòng)。比如，在“動(dòng)能定理”的推導(dǎo)過程中，其出發(fā)點(diǎn)是將牛頓第二定律作為已知的知識(shí)來考慮，然后經(jīng)歷一系列數(shù)學(xué)推導(dǎo)，從而得到新的結(jié)論—?jiǎng)幽芏ɡ怼?、?zhàn)斗機(jī)以一定的水平初速度著陸甲板時(shí)，若飛機(jī)勾住阻攔索減速，飛機(jī)在甲板上滑行的距離將大大減小。著艦使用阻攔索時(shí)，下列說法正確的是（）A戰(zhàn)斗機(jī)的動(dòng)能變化量變大B戰(zhàn)斗機(jī)的慣性減少得快C．斗機(jī)的加速度變大D．斗的速度減少得多答案．質(zhì)量不等，但有相同動(dòng)能的兩個(gè)物體，在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行，直至停止，下列說法正確的是（）A質(zhì)量大的物體滑行的距離大B質(zhì)量大的物體滑行的時(shí)間長C．量大的物體滑行的加速度大D．們服摩擦力所做的功一樣多答案：D、如圖所示，豎直固定的半徑為R的滑圓形軌道內(nèi)，一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球通過軌道最低點(diǎn)時(shí)，加速度大小為不空氣阻力下說法正確的是（）

學(xué)生練習(xí)

鞏固所學(xué)的知識(shí)A小球過點(diǎn)速度大小為

B小球能沿軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng)C．球運(yùn)動(dòng)的最小加速度為零D．球動(dòng)的最小速度為零答案：B、一運(yùn)動(dòng)的物體，某一時(shí)刻起，僅在恒定阻力作用下直到停止。這段過程中物體的位移完全由下列哪個(gè)物理量決定（）A物體的初速度B物體的初動(dòng)能C．體的加速度D．體質(zhì)量答案：拓展提高如圖所示止水平地面上的物體在的水平恒力F作下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)若運(yùn)動(dòng)過程中物體所受阻力的大小恒為2N，則物體運(yùn)動(dòng)了5m時(shí)，其動(dòng)增加了（）ABC．50JD．答案：B、一物體作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則在啟動(dòng)階段，該物體的動(dòng)能（）A與它所經(jīng)歷的時(shí)間成正比B與它的速度成正比C．它的位移成正比D．它動(dòng)量成正比答案：、某滑沙場有兩個(gè)坡度不同的滑道ABAB（可看作斜面甲乙兩名旅游者分別乘

k1兩個(gè)完全相同的滑沙橇從A點(diǎn)靜止開始分別沿k1和AB′滑下，最后甲停在水平沙面上的C處如圖所示。設(shè)滑沙橇和沙面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，斜面與水平面連接處均可認(rèn)為是圓滑的，滑沙者保持一定姿勢(shì)坐在滑沙撬上不動(dòng)。則下列說法中正確的是（）A甲在B點(diǎn)動(dòng)能一定等于乙在′的動(dòng)能B甲在B點(diǎn)速一定大于乙在B點(diǎn)的速率C．滑行的總路程一定等于乙滑行的總路程D．后停在處左邊答案：B課堂小結(jié)

、動(dòng)能的表達(dá)式：E=K

2

梳理自己本節(jié)

根據(jù)學(xué)生表述，動(dòng)能只有正值只與速度的大小有關(guān)，而與速度的方向無關(guān)。、動(dòng)能定理＝E－EE：末動(dòng)能，E：動(dòng)能。、動(dòng)能定理理解（1動(dòng)能定理的的研究對(duì)象既可以是單一物體也可以