云南省德宏州梁河縣高中物理 第七章 機械能守恒定律 7.7 動能與動能定理教學設計 新人教版必修2

1、動能與動能定理教學內(nèi)容及解析【內(nèi)容】本節(jié)課是普通高中課程標準實驗教科書物理必修2（人教2010年4月第3版）的第七章第七節(jié)，內(nèi)容在上節(jié)課實驗的基礎上，通過分析說明提出了動能與動能定理的具體內(nèi)容表述，得到動能與動能定理的數(shù)學表達式。【解析】通過前幾節(jié)內(nèi)容的學習，學生已認識到某個力對物體做了功就一定對應著某種能量的變化。在本章第一節(jié)“追尋守恒量”中，學生也知道了物體由于運動而具有的能叫動能。那么，物體的動能跟哪些因素有關？引起動能變化的原因是什么？這就是本節(jié)要研究的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容，具有承前啟后的作用。通過本節(jié)內(nèi)容的學習，既深化了對功的概念的理解，使學生對“功是能量變化的量度”有了進一步地理解，拓展

2、了求功的思路，也為機械能守恒定律的學習打下了基礎，并為用功能關系處理問題打開了思維通道。因此，本節(jié)內(nèi)容既是本章的關鍵內(nèi)容，也是重點內(nèi)容。教學目標及解析【目標】1. 知道動能的符號、單位和表達式，會根據(jù)動能的表達式計算運動物體的動能。2. 能從牛頓第二定律與運動學公式導出動能定理，理解動能定理的物理意義。3. 會用動能定理處理單個物體的有關問題?！窘馕觥?. 通過實例使學生認識動能的大小與質(zhì)量和速度有關，并能進行簡單計算。2. 通過分組探究利用牛頓第二定律和運動學公式導出動能定理表達式，并理解其物理意義。3. 用具體的問題，讓學生尋找物體動能的變化與力做功的關系。教學問題診斷分析學生學習時對動能

3、的理解特別是動能和做功之間的聯(lián)系存在一定的困難。為此，采用視頻使學生觀察到做功能夠引起速度的變化，而速度的變化引起了動能的變化，使學生將外力做功和動能變化有個感性的認識。進一步通過學生主動學習和合作探究得出二者之間的定量關系。教學過程中首先讓學生對知識系統(tǒng)的認識，然后讓學生分組探究得到知識的過程，再利用例題和變式訓練加強對知識的理解，并通過練習的方式交給學生一些解題技巧。最后以問答式對本節(jié)內(nèi)容進行小結。所以本次教學先給出學生知識點以突出重點，然后通過練習來完善學生對知識的掌握和應用放在目標檢測中。教學支持條件分析1. 多媒體直觀演示：利用ppt對相關視頻和圖片進行直觀演示，激發(fā)學生學習興趣和求

4、知欲望。2. 活動探究法：引導學生就動能表達式、動能定理及其解題步驟進行探討，充分挖掘?qū)W生的思維。3. 小組討論法：針對動能表達式及動能定理的相關例題，組織學生進行分組討論，相互交流，共同探討，培養(yǎng)學生團結協(xié)作的精神。教學過程設計教師引導學生分組討論解決例題與變式一、基本流程目標檢測課件展示得動能定義課堂小結前置作業(yè)讓學生認識本節(jié)教學內(nèi)容二、教學情境（一）導入新課 通過播放一段視頻，引導學生了解做功能夠引起速度的變化，而速度的變化引起了動能的變化，對外力做功和動能變化有個感性的認識。 設計意圖 以學生們較熟知的視頻導入，引導學生進入新課學習，激發(fā)學生的學習欲望。過渡自然，學生易快速進入狀態(tài)。

5、師生活動 先由師生共同觀看小視頻，教師通過提問的方式，了解學生的理解情況?！厩爸米鳂I(yè)】1、下圖是我們從第六節(jié)探究實驗中得到的，圖中得到的關系是 wv2 2、動能： 物體由于運動而具有的能量 ；動能與 質(zhì)量 和 速度 有關。（1）表達式： ek= mv2/2 ，文字表達：動能等于物體 質(zhì)量與物體 速度的二次方的乘積的 一半 。（2）單位： 焦耳（j） 3、動能定理（1）內(nèi)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。（2）表達式： w合ek2ek1= ek （3）適用范圍： 恒力和變力；直線運動和曲線運動； 設計意圖 檢查學生的預習情況以及對之前課程的掌握情況，了解學生預習

6、中所遇到的問題，便于教師針對學生反應適時展開教學。有針對性的展開課堂探究，充分體現(xiàn)以學生為主的教學模式。 師生活動 事先要求同學們認真完成本節(jié)課所需要學習的內(nèi)容，完成預習工作，上課時，以抽查的方式了解學生的預習情況。（二）新課講解1、探究動能表達式【例題1】 一質(zhì)量為m的物體在光滑的水平面上，受到與運動方向相同的恒定外力f的作用，發(fā)生一段位移l，速度由v1增加到v2。試用牛頓第二定律和運動學公式，推導這個過程中力f做的功與v1 、 v2的關系。（如下圖）mfmfv1v2lgn【解析】牛頓第二定律：f合=f=ma 運動學公式：v22- v12=2al 結合以上兩式得：w=fl=mv22/2-mv

7、12/2分析概括：合力f所做的功等于 mv2/2 這個物理量的變化，所以在物理學中就用 mv2/2 這個量表示物體的動能。1.動能表達式：ek= mv2/2（焦耳j）2.文字表達：動能等于物體 質(zhì)量 與物體 速度 的二次方的乘積的一半。3.動能的三個性質(zhì)： 標量 ； 狀態(tài)量； 相對性 。 設計意圖 分小組探究動能的表達式，并以互評的形式呈現(xiàn)，一方面充分調(diào)動了學生的學習欲望，在合作中求進步，在合作中求發(fā)展，培養(yǎng)學生合作學習的意識。 師生活動 學生進行小組討論，整理后學生派代表講解，并由學生相互點評，展開研究活動，教師看情況點評以及作相應補充。【變式1】關于動能，下列說法正確的是（ c ）a物體的

8、動能可能是負值b物體做平拋運動時，水平方向速度不變，物體的動能也不變c物體做自由落體運動時，物體的動能增加d物體的動能變化時，速度不一定變化，速度變化時，動能一定變化 設計意圖 有針對性的設計與動能相關練習，根據(jù)學生表現(xiàn)，觀察學生對所學內(nèi)容的掌握情況，便于獲取學生學習信息。并且對于學生來說，以練習結合所學，可加強和鞏固學生對所學知識點的理解與記憶。 師生活動 學生進行小組討論，整理后學生派代表講解，并由學生相互點評，教師作相應補充。2、動能定理表達式在物理學中，我們把例題1的結果：w= mv22/2-mv12/2（合外力做的功等于末動能減去初動能）稱作動能定理。1、動能定理表達式：w合ek2e

9、k1= ek2、內(nèi)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。3、合力做功兩種計算方法：（1）先算合力，再用合力乘以位移；（2）先求每個力所做的功，再求 代數(shù)和 。4、分析：合力做正功，動能 增加 ；反之，動能 減小 。5、動能定理適用范圍：不僅適用恒力做功，也適用于 變力 做功；不僅適用于直線運動，也適用于 曲線 運動?！纠}2】一架噴氣式飛機，質(zhì)量m，起飛過程中從靜止開始滑跑。當位移達到l時，速度達到起飛速度v。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的k倍。求飛機受到的牽引力f。（注：用動能定理求解）mmvlfgnf阻【解析】（研究對象和過程；受力分析求總功；初末狀

10、態(tài)；列方程求解）動能定理：w合ek2ek1w合=（f-f阻）l =（f-kmg）l ek1 =0 ；ek2=mv2/2綜合可得：f= mv2/(2l)+kmg 設計意圖 有針對性的設計與動能定理相關練習，根據(jù)學生表現(xiàn)，觀察學生對所學內(nèi)容的掌握情況，便于獲取學生學習信息。對于學生而言，練習結合所學，可加強和鞏固學生對所學知識點的理解與記憶。 師生活動 學生進行小組討論，整理后學生派代表講解，并由學生相互點評，展開研究活動，教師看情況點評以及作相應補充?！咀兪?】質(zhì)量為m的物體從高度為h=5m處沿光滑斜面靜止滑下，滑至最低點時速率v為多少？(不計空氣阻力，g=10m/s2,利用動能定理求解)【解析

11、】動能定理：w合ek2ek1w合=mghek1=0；ek2= mv2/2綜上可得：v=10m/s ghn 設計意圖 因為應用動能定理來求解實際問題對學生來說是一個難點，為了幫助學生更好的掌握和應用好動能定理。以小組討論形式完成，培養(yǎng)學生團隊合作精神。 師生活動 學生進行小組討論，整理后學生派代表講解，并由學生相互點評，展開研究活動，教師看情況點評以及作相應補充。（三）目標檢測1、改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生變化，在下面幾種情況中，汽車的動能是原來2倍的是（ c ）a、質(zhì)量不變，速度變?yōu)樵瓉淼?倍b、質(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉淼?倍c、質(zhì)量減半，速度變?yōu)樵瓉淼?倍d、質(zhì)量變?yōu)樵瓉?倍，速

12、度減半2、關于運動物體所受合外力做功和動能變化的關系，下列說法正確的是（ab）a.如果物體所受合外力為零，則合外力對物體所的功一定為零；b.如果合外力對物體所做的功為零，則動能變化一定為零；c.物體在合外力作用下做變速運動，動能一定發(fā)生變化；d.物體的動能不變，所受合力一定為零。3、質(zhì)量為m的物體沿半徑為r=1m的1/4的光滑圓弧從最高點a由靜止滑下，滑至最低點b時速率v為多少？(g=10m/s2)解：動能定理 ：w合=ek2-ek1 w合=mgrek2=mv2/2綜上可得：v=4.47m/s 設計意圖 有針對地設計題目，由淺至深，搭配合理，根據(jù)學生的表現(xiàn)對教學目標進行檢測，利用反饋信息進行教

13、學反思，為今后的教學展開提供經(jīng)驗。同時，通過練習以加強和鞏固學生對所學知識點的記憶。 師生活動 讓學生獨立完成與本節(jié)內(nèi)容相關的練習題，學生當堂做題，教師根據(jù)學生的作答情況作相應說明。（四）課堂小結1、 動能：ek= mv2/2（標量）；2、 動能定理：w合ek2-ek1（合外力所做的功等于動能的變化量）；3、 利用動能定理解題思路。 設計意圖 引導學生對本節(jié)課知識點進行小結，加深學生對所學知識點的理解與記憶。 師生活動 讓學生回顧整節(jié)課所學知識點，自主進行小結，教師看同學們總結情況作相關的補充說明。配餐作業(yè)a組題1、若物體在運動過程中受到的合外力不為0，則（ ）a物體的動能不可能總是不變的b物

14、體的加速度一定變化c物體的速度方向一定變化d物體所受合外力做的功可能為02、兩個物體質(zhì)量比為14,速度大小之比為41,則這兩個物體的動能之比()a.11 b.14c.41 d.21b組題1、一個學生用100n的力，將靜止在球場上的質(zhì)量為1kg的足球以15m/s的初速度踢出20m遠，則該學生對足球做的功為（ ）a.112.5j b.2000j c.1800j d.無法確定2、在距地面60m高處，以20m/s的速度水平拋出一質(zhì)量為m的物體，求物體落地時的速度。（不計空氣阻力，g取10m/s2）若考慮空氣阻力，且物體落地速度為v2 = 30m/s，m=2kg，能否求出阻力做的功？c組題1、如圖所示,

15、ab為 圓弧軌道,bc為水平直軌道,圓弧的半徑為r,bc的長度也是r.一質(zhì)量為m的物體,與兩個軌道的動摩擦因數(shù)都為,當它由軌道頂端a從靜止下滑時,恰好運動到c處停止,那么物體在ab段克服摩擦力做功為()a.mgr b. mgr c.mgr d.(1-)mgr 2、質(zhì)量為m=1kg的物體從a點由靜止沿四分之一光滑圓弧開始下滑，圓弧的半徑為r=0.8m,（g=10m/s2）求：（1）下滑到最底端b點時的速度大?。浚?）下滑過程中減少的重力勢能？3、如圖所示，斜槽軌道下端與一個半徑為0.4m的圓形軌道相連接.一個質(zhì)量為0.1kg的物體從高為h2m的a點由靜止開始滑下，小球恰能過最高點c，求物體從a運動到c的過程中克服摩擦力所做的功.(g取10m/s2.) 設計意圖 有針對地設計題目，由淺至深，搭配合理，根據(jù)學生的表現(xiàn)對教學目標進行檢測，利用反饋信息進行教學反思，為今