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

課題動能

動能定理教材內(nèi)容的地位動能定理是功能關(guān)系的重要體現(xiàn)，是推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的依據(jù)，因此是本章的重中之重。在整個(gè)經(jīng)典物理學(xué)中，動能定理又與牛頓運(yùn)動定律、動量定理并稱為解決動力學(xué)問題的三大支柱。也是每年高考必考內(nèi)容。因此學(xué)好動能定理對每個(gè)學(xué)生都尤為重要。教學(xué)設(shè)計(jì)思路導(dǎo)入新課──探究動能的相關(guān)因素（定性）──探究功與動能的關(guān)系（推理、演繹）──驗(yàn)證功和能的關(guān)系──鞏固動能定理教學(xué)目標(biāo)知識與技能1．理解動能的確切含義和表達(dá)式。

2．理解動能定理及其推導(dǎo)過程、適用范圍、簡單應(yīng)用。

3．培養(yǎng)學(xué)生探究過程中獲取知識、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、處理數(shù)據(jù)的能力。過程與方法1．設(shè)置問題啟發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生掌握解決問題的思維方法。

2．探究和驗(yàn)證過程中掌握觀察、總結(jié)、用數(shù)學(xué)處理物理問題的方法。

3．經(jīng)歷科學(xué)規(guī)律探究的過程、認(rèn)識探究的意義、嘗試探究的方法、培養(yǎng)探究的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀1．通過動能定理的推導(dǎo)演繹，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究的興趣。

2．通過探究驗(yàn)證培養(yǎng)合作精神和積極參與的意識。

3．用簡單儀器驗(yàn)證復(fù)雜的物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生不畏艱辛敢于進(jìn)取的精神。

4．領(lǐng)略自然的奇妙和諧，培養(yǎng)好奇心與求知欲使學(xué)生樂于探索。教學(xué)重點(diǎn)1．動能的概念，動能定理及其應(yīng)用。

2．演示實(shí)驗(yàn)的分析。教學(xué)難點(diǎn)動能定理的理解和應(yīng)用教學(xué)資源學(xué)情分析學(xué)生在初中對動能有了感性認(rèn)識，在高中要定量分析。

高中生的認(rèn)識規(guī)律是從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識，從定性到定量。前期教學(xué)狀況、問題與對策通過前幾節(jié)的學(xué)習(xí)，了解了功并能進(jìn)行簡單的計(jì)算初步了解了功能關(guān)系。

對物體做的功與其動能的具體關(guān)系還不清楚，這就是本節(jié)重點(diǎn)解決的問題。教學(xué)方式啟發(fā)式、探究式、習(xí)題教學(xué)法、類比法教學(xué)手段多媒體課件輔助教學(xué)教學(xué)儀器斜面、物塊、刻度尺、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵架臺、紙帶動能與質(zhì)量和速度有關(guān)驗(yàn)證動能定理教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課提問：

能的概念

功和能的關(guān)系

引導(dǎo)學(xué)生回顧初中學(xué)習(xí)的動能的概念

動能和什么因素有關(guān)，動能和做功的關(guān)系。（猜想）一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，它就具有能量?/p>

功是能量轉(zhuǎn)化的量度。做了多少功就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。

由于物體運(yùn)動而具有的能。鞏固上節(jié)內(nèi)容

培養(yǎng)學(xué)生的想象力,設(shè)問啟發(fā)思考探究動能和什么因素有關(guān)多媒體演示：滑塊A從斜面滑下與物塊B碰撞。

實(shí)物演示：

結(jié)論：

從功能關(guān)系定性分析得到:物體質(zhì)量越大，速度越大則動能越大。

探究動能與質(zhì)量、速度的定量的關(guān)系。學(xué)生描述看到的現(xiàn)象：

讓滑塊A從不同的高度滑下，可以看到：高度大時(shí)把物塊推得遠(yuǎn)，對物塊做功多。

讓質(zhì)量不同的滑塊從同一高度滑下，可以看到：質(zhì)量大時(shí)把物塊推得遠(yuǎn)，對物塊做功多。

學(xué)生總結(jié)動能的相關(guān)因素：物體的質(zhì)量和速度。定性分析

培養(yǎng)學(xué)生分析試驗(yàn)現(xiàn)象的能力探究做功與動能的關(guān)系多媒體演示：飛機(jī)加速，飛機(jī)動能變化的原因？

定量分析：應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式推導(dǎo)

物理情景問題1.猴子從樹上自由下落（投影）重力做功與速度關(guān)系2.飛機(jī)在牽引力阻力作用下起飛（投影）牽引力、阻力做功與速度關(guān)系

歸納：

物體的合力做的功等于這個(gè)物理量的變化，得到式子：這就是動能定理。

由功能關(guān)系和動能的定性表述，只能用這個(gè)物理量表示動能。

板書：動能、動能定理由于牽引力對飛機(jī)做正功，導(dǎo)致飛機(jī)的動能增大。

學(xué)生分組推導(dǎo)：

情景結(jié)論12

用文字語言表述結(jié)論：

物體只受重力作用，重力對物體做的功等于這個(gè)物理量的變化。

物體在動力和阻力作用下，外力對物體做的總功等于這個(gè)物理量的變化。通過推理、演繹培養(yǎng)探究興趣

培養(yǎng)用數(shù)學(xué)的方法解決物理問題的能力

定量探討

驗(yàn)證動能定理引導(dǎo)學(xué)生驗(yàn)證動能定理：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的紙帶。（自由落體）學(xué)生提出設(shè)計(jì)方案（分組討論），動手操作。

數(shù)據(jù)處理：

下落高度（h）末速度（v）重力的功（mgh）動能變化（）mgh與

結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，重力做的功與動能變化相等。讓學(xué)生了解“探究”的重要環(huán)節(jié)培養(yǎng)合作精神

用簡單儀器驗(yàn)證復(fù)雜規(guī)律課堂鞏固投影例題：

物體從高出地面H處自由落下，落至地面陷入沙坑h后停止，求物體在沙坑中受到的阻力是重力的多少倍？

投影三種解法，并總結(jié)。

1．動能定理與牛頓運(yùn)動定律解題比較

2．動能定理解題方法步驟（三步走）學(xué)生思考：提供多種解法

1．牛頓運(yùn)動定理和運(yùn)動學(xué)公式

2．分過程用動能定理

3．全過程用動能定理鞏固本節(jié)基本知識、對比兩種動力學(xué)方法優(yōu)缺點(diǎn)、學(xué)會動能定理的應(yīng)用。

自然界的奇妙、和諧統(tǒng)一。高一學(xué)生缺乏對動能概念的科學(xué)建構(gòu)，并且還沒有充分理解功能關(guān)系的科學(xué)思想，所以對動能表達(dá)式及動能定理接受起來覺得比較生硬?？茖W(xué)家對科學(xué)規(guī)律的認(rèn)識最初總是與感性的、樸素的、經(jīng)驗(yàn)的直觀認(rèn)識相聯(lián)系，經(jīng)過必要的邏輯推理和實(shí)驗(yàn)論證逐漸發(fā)展為精確的科學(xué)觀念?？茖W(xué)概念發(fā)展的規(guī)律與學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律是一致的，都是從感性到理性的發(fā)展，從定性到定量的發(fā)展。動能定理是高中物理的重點(diǎn)、難點(diǎn)，也是高考命題的熱點(diǎn)，考試大綱中明確要求考生對定理、定律、概念的靈活掌握與應(yīng)用的能力。動能定理揭示了物體外力的總功與其動能變化間的關(guān)系，在所研究的問題中，如果物體受外力作用而運(yùn)動狀態(tài)變化時(shí)，巧妙運(yùn)用動能定理，往往能使解決問題的途徑簡捷明快，事半功倍。但是學(xué)生解題時(shí)始終習(xí)慣于用牛頓運(yùn)動定律，即使用了動能定理也經(jīng)常出現(xiàn)諸多問題。因此，動能定理的應(yīng)用解題就成為高中物理教學(xué)的難點(diǎn)。學(xué)生在以下幾方面還需要下功夫：一、深刻理解，領(lǐng)會總功與動能變化的關(guān)系

動能定理是力學(xué)中的最重要的規(guī)律之一，也是解決電場問題的重要方法。教師在實(shí)施動能定理的教學(xué)時(shí)首先要從功能關(guān)系的角度使學(xué)生理解動能定理的含義，若理解不透或理解錯(cuò)誤，這將對整個(gè)中學(xué)階段學(xué)習(xí)造成很大障礙。筆者認(rèn)為對動能定理的理解及運(yùn)用應(yīng)註意以下幾個(gè)要點(diǎn)：

①外力：指除研究對象以外包括重力的其他所有力對研究對象施加的作用。教材用一個(gè)恒力作用，來推導(dǎo)出動能定理。事實(shí)上這個(gè)外力可以是一個(gè)力作用，也可以是多個(gè)力作用；可以是恒力作用，也可以是變力作用（變力情況可以將過程分割成許多小段，每一小段里作用力即可看成是恒力）。

②總功：這里的總功有兩種理解：一是物體同時(shí)受幾個(gè)力的作用，總功是指這幾個(gè)力的合力所做的功，此時(shí)動能定理的表達(dá)式可以寫成（為F合和S的夾角）；二是各個(gè)力做功的代數(shù)和，這種情況下各個(gè)力作用的時(shí)空可以不同(如有先，有后，時(shí)有，時(shí)無)，只要把所有力，每一階段所做功都求出來，求其代數(shù)和，此時(shí)動能定理的表達(dá)式可以寫成。實(shí)際中，應(yīng)用第二個(gè)理解解題會經(jīng)常一些。

③動能的變化：動能是物體由于運(yùn)動而具有做功本領(lǐng)的強(qiáng)弱，描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量，是狀態(tài)量，不能直接與功這個(gè)過程量對應(yīng)。而動能的變化是指在兩個(gè)狀態(tài)之間的過程中動能改變了多少，是末動能減去初動能，這樣也就能與功這個(gè)過程量對應(yīng)起來。

④總功與動能變化的關(guān)系：做功過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，物體動能的變化用合外力做的總功來量度。當(dāng)合外力做正功時(shí)，物體的動能增加，其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能；當(dāng)物體克服合外力做功時(shí)，物體的動能減小，動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。因此，動能定理表達(dá)式中“=”的意義是一種因果關(guān)系，是一個(gè)在數(shù)值上相等的的符號，不意味著“功就是動能的增量”，也不意味著“功轉(zhuǎn)變成了動能”，而是意味著“功引起物體動能的變化”。

二、精選例題，體會動能定理解題的優(yōu)越性

動能定理是由牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式推導(dǎo)出來，但由于中學(xué)數(shù)學(xué)知識的局限，牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)規(guī)律在中學(xué)階段只能解決恒力作用下的勻變速直線運(yùn)動問題，而且對于分階段的不同運(yùn)動過程，往往需要一個(gè)一個(gè)過程分別解決。而動能定理只關(guān)註整個(gè)過程所有力做功情況以及始末狀態(tài)的動能情況，具體過程中物體的如何運(yùn)動無需了解，所以其適用范圍比牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)規(guī)律更廣泛，能解決直線運(yùn)動，也能解決曲線運(yùn)動問題；能解決恒力作用，也能解決變力作用問題。對于分階段的不同運(yùn)動過程，可以從全過程的初始狀態(tài)到終了狀態(tài)直接解決。

三、規(guī)范思路，掌握動能定理解題的基本方法

動能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、Ek等，在處理含有上述物理量的力學(xué)問題時(shí)，可以考慮使用動能定理.由于只需從力在整個(gè)位移內(nèi)的功和這段位移始、末兩狀態(tài)的動能變化去考察，無需註意其中運(yùn)動狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，又由于動能和功都是標(biāo)量，無方向性，無論是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動，計(jì)算都會特別方便。動能定理解題的基本思路是：一選擇，二明確，三分析，四判斷，五列式。

一選擇，即選擇研究對象，動能定理的研究對象可以是一個(gè)物體也可以是一個(gè)系統(tǒng)，但在高中階段，只暫作一個(gè)物體的要求。

二明確，即明確過程和狀態(tài)，動能定理表達(dá)式中的初動能和末動能都是狀態(tài)量，只有明確過程才有確切的初末狀態(tài)。

三分析，即在確定對象和過程的情況下，對物體準(zhǔn)確受力分析。

四判斷，即判斷所受力中哪些力做功，哪些力不做功，做正功還是負(fù)功，是恒力做功還是變力做功。

五列式，動能定理是功能關(guān)系的具體體現(xiàn)之一，反映了其他形式的能通過做功形式而和動能轉(zhuǎn)化之間的關(guān)系。在動能定理中，只出現(xiàn)動能（等式的右邊），其他形式的能并不出現(xiàn)，而是以各種性質(zhì)的力所做的總功(等式左邊)的形式表現(xiàn)出來而已。新課標(biāo)人教版《物理必修2》對“動能和動能定理”的編寫思路較過去教材作了調(diào)整。與以往所不同的是，新教材在用牛頓第二定律推導(dǎo)動能定理及提煉動能表達(dá)式前安排了“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，其出發(fā)點(diǎn)在于更加充分體現(xiàn)探究教學(xué)的精神，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。1．關(guān)于對動能的理解，下列說法正確的是()A．動能是機(jī)械能的一種表現(xiàn)形式，凡是運(yùn)動的物體都具有動能；B．動能總為正值；C．一定質(zhì)量的物體，動能變化時(shí)，速度一定變化；但速度變化時(shí)，動能不一定變化；D．動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)。2．關(guān)于運(yùn)動物體所受的合力、合力的功、運(yùn)動物體動能的變化，下列說法正確的是()A．運(yùn)動物體所受的合力不為零，合力必做功，則物體的動能一定要變化；B．運(yùn)動物體所受的合力為零，物體的動能一定不變；C．運(yùn)動物體的動能保持不變，則該物體所受合力一定為零；D．運(yùn)動物體所受合力不為零，則該物體一定做變速運(yùn)動。3．質(zhì)量不同而具有相同動能的兩個(gè)物體，在動摩擦因數(shù)相同的水平面上滑行到停止，則()A．質(zhì)量大的滑行的距離大；B．質(zhì)量大的滑行的時(shí)間短；C．它們克服阻力做的功一樣大；D．它們運(yùn)動的加速度一樣大。4．一質(zhì)量為1.0kg的滑塊，以4m/s的初速度在光滑水平面上向左滑行，從某一時(shí)刻起將一向右水平力作用于滑塊，經(jīng)過一段時(shí)間，滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?，大小?m/s，則在這段時(shí)間內(nèi)水平力所做的功為()A．OJB．8JC．16JD.32J5.一人用力踢質(zhì)量為0.5千克的足球，使球由靜止到以10m/s的水平速度飛出。設(shè)踢球的平均作用力為200n，球在水平面上滾動20米，則人對球做功為()a.25jb.100jc.4000jd.4025J6．某人用手將質(zhì)量為1kg的物體由靜止向上提升lm，這時(shí)物體的速度為2m/s，則下列說法中錯(cuò)誤的是(g取10m/s2)()A．手對物體做功12J；B．合力對物體做功12J；C．合力對物體做功2J；D．物體克服重力做功10J。7．將質(zhì)量為1kg的物體以20m／s的速度豎直向上拋出，當(dāng)物體落回原處時(shí)的速度大小為16m/s，在整個(gè)過程中，物體克服阻力所做的功是J．8．一人坐在雪橇上，從靜止開始沿著高度為15m的斜坡下滑，到達(dá)底部時(shí)速度為10m/s。已知人和雪橇的總質(zhì)量為80kg，則下滑過程中該人和雪橇所受重力做的功為J，克服阻力做的功為J，支持力做的功為J，合力做的功為J，雪橇和人的動能的增量為J。（g=10m/s2）9．質(zhì)量為4t的卡車，由靜止出發(fā)在水平公路上行駛100m后速度增大到54km／h．若發(fā)動機(jī)的牽引力為5×103N不變，卡車克服阻力做了多少功?10．一個(gè)物體從斜面上高h(yuǎn)處由靜止滑下并緊接著在水平面上滑行一段距離后停止，量得停止處對開始運(yùn)動處的水平距離為s(如圖所示)，不考慮物體滑至斜面底端的碰撞作用，并認(rèn)為斜面與水平面對物體的動摩擦因數(shù)相同．求動摩擦因數(shù)μ.11．如圖所示，在長為L的細(xì)線下掛一質(zhì)量為m的小球，用水平恒力F緩慢拉小球直到細(xì)線偏離豎直方向600角．求該過程中F所做的功和重力所做的功．《動能和動能定理》教學(xué)反思這節(jié)課的內(nèi)容是在上節(jié)課實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步得出的一個(gè)結(jié)論性的知識。動能定理內(nèi)容本身并不是很難理解，但是根據(jù)動能定理解決實(shí)際問題，卻是整個(gè)高中物理的一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。在課后，聽課的老師對我的課有一致的好評，同時(shí)對我的課也提出了可以進(jìn)一步研討和深入思考的問題，并給了中肯的意見。這些有的是我自己很難發(fā)現(xiàn)的問題，對我?guī)椭艽?。會后我對我的課結(jié)合各位老師的意見作了四個(gè)方面的反思。

1．教材內(nèi)容取舍的反思

是不是教材上出現(xiàn)的內(nèi)容都要作為教學(xué)的要素加以呈現(xiàn)？這個(gè)問題需要我進(jìn)一步思考。在備課過程中，我應(yīng)該是自己首先形成一個(gè)教學(xué)的思路和流程之后才去選擇課程需要的素材，還是根據(jù)教材提供的課程資源限定自己的教學(xué)行為？我想應(yīng)該是前者！在新課改背景下，教師作為課程的有機(jī)構(gòu)成部分，自我角色定位發(fā)生轉(zhuǎn)變，由課程的忠實(shí)執(zhí)行者向課程決策者轉(zhuǎn)變；物理組組長汪老師經(jīng)常給我們這樣的年輕教師強(qiáng)調(diào)，在備課過程中要以課程標(biāo)準(zhǔn)和高考考試大綱為藍(lán)本，結(jié)合班級的實(shí)際情況來講授知識點(diǎn)，對教科書上的要有所取舍，因?yàn)榻炭茣鞘且患抑?，而我們教師要“博采眾長”為我們自己的課堂服務(wù)。通過反思，我覺得本課對動能定理的理解可多加一些東西，對動能的說明可少一點(diǎn)東西，對例題可引入課本外的，經(jīng)過自己的重新加工和組合，教學(xué)節(jié)奏會更緊湊有成效。

2．多媒體課件使用的反思

關(guān)于多媒體課件的使用有兩個(gè)問題：首先，什么樣的內(nèi)容需要借助多媒體課件呈現(xiàn)？如果僅僅是為了節(jié)約板書的時(shí)間，我覺得這樣的多媒體素材大可不必使用。我認(rèn)為，當(dāng)我們需要一些精美的圖片，需要從中了解所要研究的事物的細(xì)節(jié)時(shí)，當(dāng)我們需要展示一些動態(tài)變化的過程時(shí)，當(dāng)我們上練習(xí)課需要節(jié)約習(xí)題抄寫的時(shí)間時(shí)……多媒體的作用是顯而易見的，如果僅僅是將課本上的話和練習(xí)照搬到PPT中，這就沒有必要。其次，一張一張的幻燈片，一節(jié)課用多少張為好？通過反思，我覺得本課的PPT課件可從12張減存8張，做好引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的線索。由于本課的PPT課件超過12張，我教起來覺得比較吃力，有趕進(jìn)度的感覺，學(xué)生學(xué)起來也應(yīng)接不暇，跟不上我的節(jié)奏。

3．學(xué)生活動的反思

新課標(biāo)有一個(gè)非常重要的理念，就是要讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。怎樣