教科版高中物理第一冊(cè)（必修2）第四章《動(dòng)能定理》教案

1、動(dòng)能 動(dòng)能定理教科版高中物理第一冊(cè)（必修2）第四章機(jī)械能和能源第四節(jié) 一、教材與學(xué)情分析：1.教材分析（1）教學(xué)內(nèi)容動(dòng)能 動(dòng)能定理是教育科學(xué)出版社高中物理第一冊(cè)（必修2）第四章第四節(jié)的內(nèi)容。其主要內(nèi)容是機(jī)械能和能源部分的重要內(nèi)容之一。（2）教材的地位與作用動(dòng)能定理是力學(xué)中最重要的規(guī)律之一。本節(jié)內(nèi)容是功能關(guān)系的重要體現(xiàn)，是推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的依據(jù)。通過這節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生獲得除用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題的另一方法即：動(dòng)能定理，這也是每年高考必考內(nèi)容。因此是本章的重中之重。2.學(xué)情分析學(xué)生在初中對(duì)動(dòng)能有了感性認(rèn)識(shí)，知道運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)能而且動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。通過高一物理（必修

2、2）第四章前幾節(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。在此基礎(chǔ)上就為實(shí)驗(yàn)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的定量關(guān)系，為理論推導(dǎo)動(dòng)能定量奠定了基礎(chǔ)。另一方面：該班學(xué)生屬于學(xué)校第二層次的學(xué)生有一定分析問題的能力和探究能力。二、教學(xué)目標(biāo)依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念和學(xué)生情況，現(xiàn)制定如下教學(xué)目標(biāo)：1. 知識(shí)與技能：掌握動(dòng)能的概念、表達(dá)式。理解動(dòng)能定理及其推導(dǎo)過程、適用范圍、簡單應(yīng)用。2.過程與方法：設(shè)置問題啟發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生從理論上探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系。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。通過學(xué)生間的交流和評(píng)價(jià)培養(yǎng)了學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力。3態(tài)度情感與價(jià)值觀：在學(xué)

3、生討論與交流的基礎(chǔ)上組織學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)際操作、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)解決物理問題的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。通過探究驗(yàn)證培養(yǎng)合作精神和積極參與的意識(shí)。4.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：建立動(dòng)能的概念，理論探究動(dòng)能定理。建立模型實(shí)驗(yàn)探究動(dòng)能定理。 三、教學(xué)媒體：學(xué)案、多媒體課件、展示臺(tái)、小黑板、探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置（紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、帶滑輪的長木板、鉤碼）、鐵架臺(tái)、重物。四、教學(xué)流程：開 始提出問題：尋求動(dòng)能的表達(dá)式？理論探究：合外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系。（動(dòng)能定理）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：合外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系。合理外推：寫出物體受兩個(gè)及以上外力的動(dòng)能定理表達(dá)

4、式規(guī)律的簡單應(yīng)用提出問題：該規(guī)律是否與實(shí)際情況相符實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案：1、探究牛頓第二定律的裝置2、自由落體裝置實(shí)驗(yàn)過程數(shù)據(jù)處理、誤差分析情景1：學(xué)生實(shí)驗(yàn)鋼球與小木球豎直下落，打在紙上。情景2：視頻遼寧號(hào)艦載機(jī)加速升空過程。（備用）分組探究：用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。猜想：物體動(dòng)能的表達(dá)式是什么？備用五、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)（時(shí)間）教學(xué)內(nèi)容與教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖情景導(dǎo)入，感受動(dòng)能的變化(利用學(xué)案)（3分鐘）同學(xué)們我們前面剛學(xué)了重力勢能，下面我們來學(xué)習(xí)另外一種能量：動(dòng)能。初中我們就知道：物體的動(dòng)能與其質(zhì)量、速度有關(guān)，那到底有什么關(guān)系呢？情景1：學(xué)生分組讓質(zhì)量不同的重物從不同高度自由下落，打在紙上。

5、（備用情景1）：（視頻）艦載機(jī)加速升空過程動(dòng)能增加。問題重物的動(dòng)能到底與物體質(zhì)量、速度有什么樣的關(guān)系呢？猜想：動(dòng)能具體表達(dá)式是什么呢？能否想到一個(gè)辦法把動(dòng)能的具體表達(dá)式找出來呢？活動(dòng)1：學(xué)生完成重物自由下落擊穿薄紙的簡單實(shí)驗(yàn)并感知思考：重物的動(dòng)能變化了嗎？什么原因引起的？重物重力又做了多少功？回憶：上一節(jié)內(nèi)容我們是如何得到重力勢能的表達(dá)式的？能否從做功的角度來找動(dòng)能的表達(dá)式呢？激趣引入新課學(xué)生知道做功可以改變物體動(dòng)能；也可以感受做功與動(dòng)能變化的關(guān)系。進(jìn)行新課理論探究：恒定外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系(10分鐘)一、理論探究：恒定外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系情景2：小球在一個(gè)恒力（自身重力）f的

6、作用下,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在發(fā)生位移x的過程中,力f對(duì)物體做了功w,物體的速度由v1變?yōu)関2。（如圖所示）則恒力f做的功w=fx還可以等于什么？（用質(zhì)量和速度表示）v1xfv2（備用情景2）：質(zhì)量為m的物體在一個(gè)恒力f的作用下,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在物體發(fā)生位移x的過程中,力f對(duì)物體做了功w,物體的速度由v1變?yōu)関2。（如圖所示）則恒力f做的功w=fx還可以等于什么？（用質(zhì)量和速度表示）問題（看書p68第四段與第五段）動(dòng)能的表達(dá)式是什么？是矢量還是標(biāo)量？怎么理解？（ek=、標(biāo)量）恒定外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系是什么？（w0，ek增加；反之減少）結(jié)論：恒定合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化。（動(dòng)能定理）

7、活動(dòng)2：猜想：恒力做的功大與物體動(dòng)能改變量的大小關(guān)系。 方法：牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式理論探究：通過情景3推導(dǎo)動(dòng)能定理。學(xué)生分組推導(dǎo)結(jié)果，并在小黑板上展示、講解。得出結(jié)論：動(dòng)能的表達(dá)式合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系。自學(xué)活動(dòng)3：設(shè)計(jì)幾個(gè)有關(guān)動(dòng)能的小問題讓學(xué)生分組抽簽回答，沒有答出來其他組可以補(bǔ)充。 學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，自己推導(dǎo)動(dòng)能定理，提高學(xué)習(xí)的興趣。由學(xué)生推導(dǎo)公式，培養(yǎng)了他們競爭的意識(shí)、分析推理的能力實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：恒定外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系（18分鐘）問題通過推導(dǎo)同學(xué)們知道了動(dòng)能定理的表達(dá)式：w=那請(qǐng)同學(xué)們是否可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下這個(gè)結(jié)論呢？【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹垦芯亢愣ㄍ饬ψ龉εc動(dòng)能變化的關(guān)系

8、?！緦?shí)驗(yàn)方案】方案1：探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置需要測定哪些物理量？（小車質(zhì)量m、v1、v2、x、f）怎么測定？需要注意哪些問題注意：墊高滑板的一側(cè)，平衡摩擦。小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量（m實(shí)驗(yàn)室給、x刻度尺測定、v1、v2通過紙帶用平均速度公式求出、f大小等于重物的重力）例：ob段：位移x2,初速v1=0;末速度（每5個(gè)點(diǎn)做為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)則：t=0.1s）方案2：自由落體的實(shí)驗(yàn)裝置需要測定哪些物理量？（重物質(zhì)量m、v1、v2、x）怎么測定？需要注意哪些問題例：ob段：位移x2,初速v1=0;末速度驗(yàn)證： w=fx兩個(gè)表達(dá)式的值是否相等。【實(shí)驗(yàn)過程】【數(shù)據(jù)處理】可能要用到的物理量：m=0.2

9、kg t=0.20s f(拉力）=mg=0.192n結(jié)論：在誤差范圍內(nèi)，恒定外力對(duì)物體做的功等于它動(dòng)能的改變量。【誤差分析】（1） 測量不準(zhǔn)確。（2） 沒有平衡摩擦或者沒有做好，摩擦力做了功。（3） 繩沒有與滑板平行。（4） 重物的動(dòng)能也增加了。問題學(xué)生受力分析：如果沒有完全平衡掉這個(gè)摩擦力則表達(dá)式應(yīng)該怎么寫呢？f合x=（進(jìn)一步）動(dòng)能定理內(nèi)容：合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化。表達(dá)式： w合=表明：合外力做正功動(dòng)能增加；反之減少。問題對(duì)于求變力做功動(dòng)能定理是否可行呢？（備用情景3：）活動(dòng)4：學(xué)生分組、合作討論實(shí)驗(yàn)方案，各個(gè)小組總結(jié)發(fā)言。（估計(jì)可能會(huì)有兩種方案：探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系模型以及自

10、由落體運(yùn)動(dòng)模型）需要測定哪些物理量？（小車質(zhì)量m、v1、v2、x、f）怎么測定？需要注意哪些問題（3）打出的紙帶怎么處理？兩組實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，哪一組做的又快又好并且誤差小。（兩組學(xué)生進(jìn)行競爭）另外：做的好的同學(xué)可以幫助沒有做好的，或者不會(huì)做的。（互學(xué)同伴教同伴）活動(dòng)5：實(shí)驗(yàn)過程填好數(shù)據(jù)并處理結(jié)論的得出學(xué)生分析誤差來源（合理外推）在進(jìn)行誤差分析的過程中提出：動(dòng)能定理的更一般內(nèi)容。學(xué)生經(jīng)歷猜想、邏輯推理、提出實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)處理等過程讓他們體會(huì)到科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，真正培養(yǎng)了他們的探究精神和創(chuàng)新意識(shí)。動(dòng)能定理的應(yīng)用（7分鐘）學(xué)生舉例：生活中有哪些外力做功使動(dòng)能變化的例子？如

11、何求外力做的功？情景3：（視頻：我航母順利進(jìn)行艦載機(jī)起降訓(xùn)練）問題（定性分析）看完視頻后你如何用動(dòng)能定理來解釋艦載機(jī)的起、降過程？（定量計(jì)算）題目：我國自制戰(zhàn)斗機(jī)在航母上成功起降，標(biāo)志著我國取得了一個(gè)新的軍事里程碑。航母遼寧號(hào)上有一架艦載機(jī)，質(zhì)量為m，在艦載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力的作用下，在短短的x(大約為100m)距離內(nèi)，速度由零增大到v，在這個(gè)過程中，艦載機(jī)受到平均阻力為f,則：其受到的平均動(dòng)力多大？（把平均阻力、平均動(dòng)力視為恒力）假如艦載機(jī)降落在甲板上的初速度為v0，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后要求它滑行s的距離后停下，那所受所有阻力需要對(duì)它做多少功？（阻力是變力）活動(dòng)6：學(xué)生觀看視頻，分組計(jì)算（一組動(dòng)能定理；一組牛頓定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式）并競爭看哪一組的學(xué)生先做出來。體會(huì)動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性。展學(xué)動(dòng)能定理提供了一種求恒力、變力做功的方法。鞏固所學(xué)知識(shí)并訓(xùn)練學(xué)生的思維能力小結(jié)（2分鐘）通過今天這節(jié)課的學(xué)習(xí)同學(xué)們學(xué)到了哪些知識(shí)？ 活動(dòng)7：學(xué)生