動(dòng)能和動(dòng)能定理-教學(xué)設(shè)計(jì)1

5.7 動(dòng)能和動(dòng)能定理新課標(biāo)要求（一）知識與技能1、掌握動(dòng)能的表達(dá)式。2、掌握動(dòng)能定理的表達(dá)式。3、理解動(dòng)能定理的確切含義，應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題。（二）過程與方法1、運(yùn)用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式。2、理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)習(xí)運(yùn)用動(dòng)能定理分析解決問題的方法。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過動(dòng)能定理的演繹推導(dǎo)，感受成功的喜悅，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。教學(xué)重點(diǎn)動(dòng)能定理及其應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)對動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用。教學(xué)方法推理歸納法、討論法。教學(xué)工具多媒體教學(xué)過程（一）引入新課教師活動(dòng)：通過上節(jié)課的探究，我們已經(jīng)知道了力對物體所做的功與速度變化的關(guān)系，那么物體的動(dòng)能應(yīng)該怎樣表達(dá)？力對物體所做的功與物體的動(dòng)能之間又有什么關(guān)系呢？這節(jié)課我們就來研究這些問題。（二）進(jìn)行新課1、動(dòng)能表達(dá)式教師活動(dòng)：我們在學(xué)習(xí)重力勢能時(shí)，是從哪里開始入手進(jìn)行分析的？這對我們討論動(dòng)能有何啟示？學(xué)生活動(dòng)：思考后回答學(xué)習(xí)重力勢能時(shí)，是從重力做功開始入手分析的。討論動(dòng)能應(yīng)該從力對物體做的功入手分析。點(diǎn)評：通過知識的遷移，找到探究規(guī)律的思想方法，形成良好的思維習(xí)慣。教師活動(dòng)：投影：在以下簡化的情景下求出力對物體做功的表達(dá)式。 設(shè)物體的質(zhì)量為m，在與運(yùn)動(dòng)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v1增加到v2，如圖所示。試用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，推導(dǎo)出力F對物體做功的表達(dá)式。學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上獨(dú)立推導(dǎo)，求出力對物體做功的表達(dá)式。教師活動(dòng)：投影學(xué)生的推導(dǎo)過程。功的表達(dá)式為：提出問題，教材上說“”很可能是一個(gè)具有特殊意義的物理量，為什么這樣說？通過上節(jié)課的探究，是否也印證了你的觀點(diǎn)？教師活動(dòng)：聽取學(xué)生匯報(bào)，幫助總結(jié)。 質(zhì)量為m的物體，以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能為 提出問題：動(dòng)能是矢量還是標(biāo)量？國際單位制中，動(dòng)能的單位是什么？1970年我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為173kg，運(yùn)動(dòng)速度為7.2km/s，它的動(dòng)能是多大？學(xué)生活動(dòng)：回答問題，并計(jì)算衛(wèi)星的動(dòng)能。點(diǎn)評：通過計(jì)算衛(wèi)星的動(dòng)能，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識。同時(shí)讓學(xué)生感受到動(dòng)能這個(gè)概念在生活、科研中的實(shí)際應(yīng)用。促進(jìn)學(xué)生對物理學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。2、動(dòng)能定理教師活動(dòng)：直接給出動(dòng)能定理的表達(dá)式：有了動(dòng)能的表達(dá)式后，前面我們推出的，就可以寫成其中表示一個(gè)過程的末動(dòng)能，表示一個(gè)過程的初動(dòng)能。上式表明，力在一個(gè)過程中對物體所作的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。這個(gè)結(jié)論，叫做動(dòng)能定理。提出問題：（1）如果物體受到幾個(gè)力的作用，動(dòng)能定理中的W表示什么意義？結(jié)合生活實(shí)際，舉例說明。（2）動(dòng)能定理，我們實(shí)在物體受恒力作用且作直線運(yùn)動(dòng)的情況下推出的。動(dòng)能定理是否可以應(yīng)用于變力作功或物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情況，該怎樣理解？學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材，思考問題，列舉實(shí)例；選出代表發(fā)表自己的見解。點(diǎn)評：通過學(xué)生閱讀，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力；通過學(xué)生討論，明確動(dòng)能定理的應(yīng)用范圍。教師活動(dòng)：投影例題1和例題2，引導(dǎo)學(xué)生一起分析、解決。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生在實(shí)物投影儀上講解自己的解答，并相互討論；教師幫助學(xué)生總結(jié)用動(dòng)能定理解題的要點(diǎn)、步驟，體會(huì)應(yīng)用動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性。1、動(dòng)能定理不涉及運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和時(shí)間，用它來處理問題要比牛頓定律方便.2、用動(dòng)能定理解題，必須明確初末動(dòng)能，要分析受力及外力做的總功.3、要注意：當(dāng)合力對物體做正功時(shí)，末動(dòng)能大于初動(dòng)能，動(dòng)能增加；當(dāng)合力對物體做負(fù)功時(shí)，末動(dòng)能小于初動(dòng)能，動(dòng)能減小。點(diǎn)評：通過分析實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行情景分析，加深對規(guī)律的理解能力，加強(qiáng)物理與生活實(shí)踐的聯(lián)系。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。（四）實(shí)例探究 對動(dòng)能定理的應(yīng)用h/10h例如圖所示，質(zhì)量為m的鋼珠從高出地面h處由靜止自由下落，落到地面進(jìn)入沙坑h/10停止，則（1）鋼珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？（2）若讓鋼珠進(jìn)入沙坑h/8，則鋼珠在h處的動(dòng)能應(yīng)為多少？設(shè)鋼珠在沙坑中所受平均阻力大小不隨深度改變。解析：（1）取鋼珠為研究對象，對它的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，由動(dòng)能定理得W=WF+WG=EK =0。取鋼珠停止處所在水平面為重力勢能的零參考平面，則重力的功WG=mgh，阻力的功WF= Ff h， 代入得mghFf h=0，故有Ff /mg=11。即所求倍數(shù)為11。（2）設(shè)鋼珠在h處的動(dòng)能為EK，則對鋼珠的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，由動(dòng)能定理得W=WF+WG=EK =0，進(jìn)一步展開為9mgh/8Ff h/8= EK，得EK=mgh/4。點(diǎn)評：對第（2）問，有的學(xué)生這樣做，h/8h/10= h/40，在h/40中阻力所做的功為Ff h/40=11mgh/40，因而鋼珠在h處的動(dòng)能EK =11mgh/40。這樣做對嗎？請思考。課余作業(yè)書面完成P21“問題與練習(xí)”中1- 5題。教學(xué)體會(huì)思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。附：課后練習(xí)1.關(guān)于功和物體動(dòng)能變化的關(guān)系，不正確的說法是( )A.有力對物體做功，物體的動(dòng)能就會(huì)變化B.合力不做功，物體的動(dòng)能就不變C.合力做正功，物體的動(dòng)能就增加D.所有外力做功代數(shù)和為負(fù)值，物體的動(dòng)能就減少2.下列說法正確的是( )A.物體所受合力為0，物體動(dòng)能可能改變B.物體所受合力不為0，動(dòng)能一定改變C.物體的動(dòng)能不變，它所受合力一定為0D.物體的動(dòng)能改變，它所受合力一定不為03.一物體速度由0增加到v,再從v增加到2v,外力做功分別為W1和W2，則W1和W2關(guān)系正確的是( )A.W1=W2B.W2=2W1C.W2=3W1D.W2=4W14.一質(zhì)量為2 kg的滑塊，以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，從某一時(shí)刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過一段時(shí)間，滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴遥笮? m/s，在這段時(shí)間里水平力做的功為( )A.0B.8 JC.16 JD.32 J5.物體A和B質(zhì)量相等，A置于光滑的水平面上，B置于粗糙水平面上，開始時(shí)都處于靜止?fàn)顟B(tài)，在相同的水平力F作用下移動(dòng)相同的位移，則( )A.力F對A做功較多，A的動(dòng)能較大B.力F對B做功較多，B的動(dòng)能較大C.力F對A和B做功相同，A和B的動(dòng)能相同D.力F對A和B做功相同，但A的動(dòng)能較大6.一物體靜止在不光滑的水平面上，已知m=1 kg,=0.1，現(xiàn)用水平外力F=2 N拉其運(yùn)動(dòng)5 m，后立即撤去水平外力