第八章 動能與動能定理（教學設(shè)計）

課時教學設(shè)計課題第八章第三節(jié)動能和動能定理授課時間：2024年6月27日課型：新課（觀察探究課）課時：一課時教教學目標物理觀念：理解動能的內(nèi)涵，能用動能定理分析解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象，解決一些相關(guān)的實際問題科學思維：能利用動能定理解決動力學問題和變力做功問題科學探究：能通過理論推導(dǎo)得出動能定理的內(nèi)容?？茖W態(tài)度與責任：通過對動能和動能定理的演繹推理，使學生從中領(lǐng)略到物理等自然科學中所蘊含的嚴謹?shù)倪壿嬯P(guān)系，有較強的學習和研究物理的興趣。重點難點重點：1.掌握動能的概念（重點）2.理解動能定理的內(nèi)容（重點）難點：應(yīng)用動能定理解決簡單或者多過程問題。教學準備動能演示器演示器教學PPT課件教學思路學生在初中的基礎(chǔ)上進一步明確了:物體的速度、質(zhì)量越大，物體由于運動而具有的動能就越大。并認識到功是能量轉(zhuǎn)化的量度，某個力對物體做功就一定對應(yīng)著某種能量的變化,那么已有的認知經(jīng)驗就會激發(fā)學生進一步思索物體動能的表達式和引起物體動能變化的原因，從而為我們接下來的探究教學提供有效條件。教學過程活動設(shè)計課前引導(dǎo)提問3.研究動能和它的變化的規(guī)律觀察各種動能演示器4.課堂練習環(huán)節(jié)一：課前引導(dǎo)提問教師活動：提問什么叫勢能？勢能的變化條件是什么？能量和功之間有什么關(guān)系？什么叫動能？動能和勢能的公式能量的單位是什么？學生活動：讓學生回答物體受到重力的原因而得到的能量物體的質(zhì)量和高度的變化做功是能量變化的過程物體運動而得到的能量Ek=0.5mV2Eh=mghJKJ環(huán)節(jié)二：讓學生觀察圓周運動環(huán)節(jié)三：討論圓周運動的規(guī)律一、情境引入利用大屏幕投影展示子彈穿撲克牌、風力發(fā)電等照片，讓學生觀察、自主提問、分組探討物體由于運動而具有的能叫做動能。列車的動能如何變化？變化的原因是什么？磁懸浮列車在牽引力的作用下（不計阻力），速度逐漸增大？二、新課教學一、動能的表達式如圖所示設(shè)某物體的一個物體的質(zhì)量為ｍ，初速度為，在與運動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移l，速度增大到，則：1．力F對物體所做的功多大？（W＝Fl）2．物體的加速度多大？a＝3．物體的初速、末速、位移之間有什么關(guān)系?4．結(jié)合上述三式你能綜合推導(dǎo)得到什么樣的式子?5．在學生推導(dǎo)的過程中評析：從這個式子可以看出，“”很可能是一個具有特殊意義的物理量。（在該過程中通過類比重力勢能的推導(dǎo)方法將動能的表達式加以確定，將動能的表達式進行確定，得出動能的表達式，突破這一難點）6．通過上節(jié)課的探究我們還了解了力所做的功與物體所獲得的速度的關(guān)系，為W∝；而且這個量在過程終了時和過程開始時的差，也就是這個量在這個過程中發(fā)生的變化，正好等于力對物體做的功；我們還知道物體的動能和物體的質(zhì)量有關(guān)；所以“”應(yīng)該就是我們尋找的動能的表達式。于是，我們說質(zhì)量為m的物體，以速度運動時的動能為：7．講述動能的有關(guān)問題：=1\*GB3①動能是標量=2\*GB3②動能的單位：焦（J）二、動能定理有了動能的表達式后，前面我們推出的，就可以寫成[其中表示一個過程的末動能，表示一個過程的初動能。上式表明，力在一個過程中對物體所作的功，等于物體在這個過程中動能的變化。這個結(jié)論，叫做動能定理。提出問題：（1）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？結(jié)合生活實際，舉例說明。（2）動能定理，我們實在物體受恒力作用且作直線運動的情況下推出的。動能定理是否可以應(yīng)用于變力作功或物體作曲線運動的情況，該怎樣理解？教師講解動能定理的適用條件動能定理既適合于恒力做功，也適合于變力做功，既適用于直線運動，也適用于曲線運動（范圍很廣）.局限性：只能求速度大小不能求速度方向討論：當合力對物體做正功時，物體動能如何變化?當合力對物體做負功時，物體動能如何變化?投影例題1和例題2，引導(dǎo)學生一起分析、解決。引導(dǎo)學生在實物投影儀上講解自己的解答，并相互討論；教師幫助學生總結(jié)用動能定理解題的要點、步驟，體會應(yīng)用動能定理解題的優(yōu)越性。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.2、用動能定理解題，必須明確初末動能，要分析受力及外力做的總功.3、要注意：當合力對物體做正功時，末動能大于初動能，動能增加；當合力對物體做負功時，末動能小于初動能，動能減小。課本例題1：一架噴氣式飛機，質(zhì)量m為7.0×104kg，起飛過程中從靜止開始滑跑。當位移l達到2.5×103m時，速度達到起飛速度80m/s。在此過程中，飛機受到的平均阻力是飛機所受重力的1/50。g取10m/s2，求飛機平均牽引力的大小。課本例題2：人們有時用“打夯”的方式把松散的地面夯實。設(shè)某次打夯符合以下模型：兩人同時通過繩子對重物各施加一個力，力的大小均為320N，方向都與豎直方向成37°，重物離開地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的質(zhì)量為50kg，g取10m/s2，cos37°＝0.8。求：（1）重物剛落地時的速度是多大？（2）重物對地面的平均沖擊力是多大？環(huán)節(jié)四：課堂做練習教室活動：1．質(zhì)量為m的物體從高為h的斜面頂端靜止下滑，最后停在平面上，若該物體以v0的初速度從頂端下滑，最后仍停在平面上，如圖甲所示。圖乙為物體兩次在平面上運動的v-t圖像，則物體在斜面上運動過程中克服摩擦力的功為()A．eq\f(1,2)mv02－3mghB．3mgh－eq\f(1,2)mv02C．eq\f(1,6)mv02－mgh D．mgh－eq\f(1,6)mv022．如圖所示，粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長為L的輕質(zhì)細桿，一端可繞豎直光滑軸O轉(zhuǎn)動，另—端與質(zhì)量為m的小木塊相連。木塊以水平初速度v0出發(fā)，恰好能完成一個完整的圓周運動。在運動過程中，木塊所受摩擦力的大小為()A.eq\f(mv02,2πL)B.eq\f(mv02,4πL)C.eq\f(mv02,8πL) D.eq\f(mv02,16πL)3．[多選]如圖所示為一滑草場。某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為μ。質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。則()A．動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(6,7)