教學設計動能定理

1、動能定理教學目標1、知識與技能(l)、知道動能的定義式和單位，會根據動能的表達式計算運動物體的動能；(2)、理解動能定理的物理意義，會用動能定理處理單個物體的相關問題； (l)、通過理論推導得到動能和動能定理的表達式；(2)、在理解領悟動能定理的過程中體會類比法、微元法的應用；3、情感、態(tài)度與價值觀(l)、通過自主學習和探究感受成功的喜悅，激發(fā)學生對科學研究的興趣和求知欲；(2)、通過同伴合作交流學會準確評價他人和自己，增強人際交往的水平；重點難點(1)、理論探究動能和動能定理的表達式；(2)、會用動能定理解決生產和生活中的實際問題；設計思想 本節(jié)課設計的主要目的是力求體現(xiàn)新課程理念：“注重科

2、學探究，提倡教學方式多樣化”體現(xiàn)“教學活動的本質是學生特殊學習活動”的教學指導思想通過重力做功與重力勢能變化之間的關系，推導外力對物體做功的表達式()，從而得出動能和動能定理的表達式例題的選擇從單過程到多過程，從直線到曲線、從恒力到變力，目的是讓學生感悟使用動能定理解題的特點以及解題的優(yōu)越性和適用的廣泛性教學資源 動能定理多媒體課件教學設計【課堂引入】一、理論探究構建動能表達式師：請大家回憶相關動能的知識，動能與哪些因素相關生：質量越大!速度越大，動能就越大師：物體的動能與物體的質量和速度究竟有什么樣的定量關系？它的表達式如何？我們如何去探究呢？(教師停頓片刻，學生思考)師：我們知道功是能量轉

3、化的量度，前面我們研究了重力做功與重力勢能的關系，從而確立重力勢能的表達式”重力做功與重力勢能變化的關系式如何?生：重力做功與重力勢能變化的關系式是wg=mgh1-mgh2，由此得到重力勢能的表達式ep=mgh師：上節(jié)實驗探究發(fā)現(xiàn)，力對物體做的功與物體速度變化的關系是 (物體初速度為0)所以，功與速度變化的關系是導出動能表達式的一個橋梁點評：評析學習的過程是學生在原有知識和經驗的基礎上自我構建，自我生成的過程”學生原有的知識和經驗是教學活動的起點，在新知識教學中應注意與已學知識的聯(lián)系【課堂學習】二、新課教學，理論探究給出情景：物體的質量為m，在光滑水平面上，受到與運動方向相同的恒力f的作用，發(fā)

4、生一段位移l，速度由v；增加到v，恒力所做的功為w提出問題：物體的動能與它的速度密切相關，而物體速度的變化又與它受力相關，能否從理論上探究做功與物體速度變化的關系？理論探究：(學生推導)由使用運動學知識和牛頓第二定律得三、猜想類比，尋找規(guī)律類比引導：與前面得出的重力做功與重力勢能變化的關系wg=mgh1-mgh2很相似師：比較上面兩個式子，能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?(學生通過觀察、類比、分析和討論回答)生l：從兩式比較能夠看出：外力做功w等于的始末狀態(tài)之差生2：上面兩式左邊都是功，功是能量變化的量度，所以我們類比第二個式子右邊 有可能是一個具有特定意義的物理量!應該也是一個能量的表達式吧生3：上節(jié)課實驗

5、探究了功與速度變化的關系，得到功與速度的平方成正比(初速度為零)”我們還知道物體的質量越大!速度越大，物體的動能越大，式中的與v相關?相關，這應該就是我們尋找的動能表達式點評：教師適時啟發(fā)!引導，采用師生互動的方式，使用推理和類比等方法，以激發(fā)學生的思維遷移讓學生知道物理概念和規(guī)律的來龍去脈，充分體現(xiàn)了新課程的教學理念師生總結：與重力勢能一樣，動能應該是狀態(tài)量，動能是標量，單位是焦耳”重力勢能具有相對性有正負之分，動能也具有相對性”雖然速度有正負，但動能卻不可能為負值”動能的相對性與重力勢能相對性是不同的”(4)鞏固練習，即時反饋(練習為了強化學生對動能的概念和表達式的深刻理解)評析課堂留給學

6、生更多的思考時間，培養(yǎng)學生自學水平!歸納總結的水平四、拓展提升：領會動能定理的含義(1)動能定理的得出師：我們剛才推導用的物理模型是只有一個水平外力f做功的情形，對于多個力做功的情形(如水平面有摩擦)， 公式還成立嗎？如果成立w表示什么生：因為前面我們推導時用，即用ma表示f，所以在一般情況下只要用w表示合外力做的功，公式同樣成立 師：如果公式意義可以表示為重力做的功等于重力是能的減少，那么公式的意義又如何呢？生：物體所受合外力做的功等于物體動能的增加”師：此式就是我們今天學習的重要的內容一動能定理”(板書)動能定理的內容：合力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化表達式

7、(2) 動能定理的應用動能定理是通過牛頓第二定律和運動學公式推導出來的，但它的應用范圍更廣泛題型一：動能定理在多過程問題中的運用例題1、物體質量為15kg，靜止在光滑的水平面上，受到f1= 10n恒力作用運動了10m，接著又在f2=20n恒力作用下沿原方向運動了10m，求物體運動的末速度(教師觀察學生解題情況，讓學生板演后分析總結)師：該題可以用牛頓運動定律和運動學公式求解，但要求兩個加速度，比較復雜”而應用定理求解可以化繁為簡得點評：教師在習題教學中要引導學生用多種方法多個角度去思考問題，通過不同的方法的比較，培養(yǎng)學生思維的敏捷性題型二：動能定理在曲線運動、變力問題中的運用例題2、一小球用細

8、繩相連系于天花板上，懸線長為l開始把小球拉直與懸點在同一水平面上，然后由靜止釋放，求小球運動到懸點的正下方時的速度?師：引導學生討論運動過程中物體受幾個力，各力做功情況利用微元法把曲線運動轉化為直線運動處理教師觀察學生解題情況，讓學生板演后分析總結），得師生總結：應用動能定理還能解決一些用牛頓定律與運動學規(guī)律無法處理的問題，動能定理不僅適用于直線運動也適用于曲線運動師生總結：應用動能定理還能解決一些用牛頓定律與運動學規(guī)律無法處理的問題，動能定理不僅適用于直線運動也適用于曲線運動老師適時滲透化曲為直、以恒代變等辯證思想，引導學生用科學的思維方法，揭示問題的本質和規(guī)律，從中概括領悟條件化，策略化!

9、規(guī)律化的解題方法，在訓練中潛移默化地提高學生的思維能力，培養(yǎng)良好的思維品質例題3、一質量為m的小球，用長為l的輕細繩懸掛于o點，小球在水平力f作用下，從平衡位置p點很緩慢地移動到q點，如圖5所示，則力f所做的功為a、 b、 c、 d、fl此題錯誤率非常高，學生普遍認為f是恒力”教師通過受力分析，認真閱讀題中/緩慢地移動字眼，知道f是變力，用動能定理可求出力f所做的功為， “c答案正確”評析通過幾個典型例題來鞏固已學知識，強化了用動能定理解決問題的一般思路，感悟動能定理解題的優(yōu)越性和普遍性”【板書設計】1、 動能的表達式2、 動能定理的內容3、 應用動能定理解題的一般步驟課堂反饋1對動能的理解【

10、例1】下列說法正確的是()a做直線運動的物體動能不變，做曲線運動的物體動能變化b物體的速度變化越大，物體的動能變化也越大c物體的速度變化越快，物體的動能變化也越快d物體的速率變化越大，物體的動能變化也越大【思維提升】物體的動能大小只由質量和速率決定【拓展1】關于物體的動能，下列說法中正確的是( )a物體速度變化，其動能一定變化b物體所受的合外力不為零，其動能一定變化c物體的動能變化，其運動狀態(tài)一定發(fā)生改變d物體的速度變化越大，其動能一定變化也越大2動能定理的簡單應用【例2】如圖所示，ab為1/4圓弧軌道，半徑為r08 m，bc是水平軌道，長l3 m，bc間的動摩擦因數(shù)為1/15今有質量m1 k

11、g的物體，自a點從靜止起下滑到c點剛好停止求物體在軌道ab段克服阻力所做的功【拓展2】人騎自行車下坡，坡長l500 m，坡高h8 m，人和車總質量為100 kg，下坡時初速度為4 m/s，人不踏車的情況下，到達坡底時車速為10 m/s，g取10 m/s2，則下坡過程中阻力所做的功為( ) a4 000 jb3 800 jc5 000 j d4 200 j【例3】一輛車通過一根跨過定滑輪的輕繩pq提升井中質量為m的物體，如圖所示，繩的p端拴在車后的掛鉤上設繩的總長不變，繩的質量、定滑輪的質量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計開始時，車在a點，左右兩側繩都已繃緊并且是豎直的，左側繩長為h提升時，車向左

12、加速運動，沿水平方向從a經過b駛向c設a到b的距離也為h，車過b點時速度為vb求車由a移到b的過程中，繩q端的拉力對物體做的功是多少？參考答案：例1、答案 d解析：對于給定的物體來說，只有在速度的大小(速率)發(fā)生變化時它的動能才改變，速度的變化是矢量，它完全可以只是由于速度方向的變化而引起，例如勻速圓周運動速度變化的快慢是指加速度，加速度大小與速度大小之間無必然的聯(lián)系拓展1、答案：c例題2、【解析】物體在從a滑到c的過程中，有重力、ab段的阻力、bc段的摩擦力共三個力做功，wgmgr，ffbcmg，由于物體在ab段所受的阻力是變力，做的功不能直接求根據動能定理可知w外0，所以mgrmglwab

13、0，即wabmgrmgl(1×10×081×10×3/15) j6 j例題3、解析：車在b點的速度可以作如圖所示分解據幾何關系可知：vb1vbcos 45°vb且vb1即為物體此時的上升速度又據幾何關系可求得運動過程中物體上升的高度h(1)h對物體運用動能定理有：wtmghmv0解得wt(1)mghmv拓展2：答案b課后測評關于物體的動能，下列說法中正確的是（ ）a一個物體的動能可能小于零b一個物體的動能與參考系的選取無關c動能相同的物體的速度一定相同d兩質量相同的物體，若動能相同，其速度不一定相同2質量一定的物體( )a速度發(fā)生變化時其動能一

14、定變化b速度發(fā)生變化時其動能不一定變化c速度不變時其動能一定不變d動能不變時其速度一定不變3物體從高出地面h處由靜止自由落下，不考慮空氣阻力，落至沙坑表面后又進入沙坑h停止（如圖所示）求物體在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？4如圖所示，質量為m的物體，從高為h、傾角為的光滑斜面頂端由靜止開始沿斜面下滑，最后停在水平面上，已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為求：（1）物體滑動至斜面底端時的速度大?。?（2）物體在水平面上滑過的距離 5、電動機通過一條繩子吊起質量為8 kg的物體繩的拉力不能超過120 n，電動機的功率不能超過1 200 w，要將此物體由靜止起用最快的方式將物體吊高90 m(已知物體在被吊高90 m以前已開始以最大速度勻速上升)，所需時間為多少？(g取10 m/s2)參考答案：1、答案d2、答案bc3答案：4答案： 5、答案：775 s解析：起吊最快的方式是：開始時以最大拉力起吊，達到最大功率后維持最大功率起吊在勻加速運動過程中，加速度為a m/s25 m/s2末速度vt m/s10 m/s上升時間t1 s2 s上升高度h1 m10 m在功率恒定的過程中，最后勻速運動的速度為vm m/s15 m/s由動能定理有pmt2mg(hh1)mvmv解得上升時間t2575 s所以，要將此物體由靜止開始，用最快的方式