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1、一、設(shè)計(jì)理念著名教育學(xué)家布魯納說:“知識(shí)的獲得是一個(gè)主動(dòng)過程,學(xué)習(xí)者不應(yīng)該是信息的被動(dòng)接 受者,而應(yīng)是知識(shí)獲取的主動(dòng)參與?!蔽锢淼膶W(xué)習(xí)過程不應(yīng)是純粹的知識(shí)傳授過程,充分調(diào) 動(dòng)學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生自主地構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),體驗(yàn)一個(gè)知識(shí)的形成 過程。二、教材分析(一)教材的地位和作用“動(dòng)能 動(dòng)能定理”是機(jī)械能這一章中第四節(jié)的內(nèi)容,其中“動(dòng)能定理”的概念是本章重 點(diǎn)內(nèi)容,也是學(xué)生第一次定量的研究“能量通過做功轉(zhuǎn)化成其它能量”的數(shù)學(xué)描述,而作為 力學(xué)中最重要的規(guī)律之一,它的應(yīng)用更是貫穿于以后的許多章節(jié)。學(xué)生在初中階段已學(xué)習(xí)過 動(dòng)能的概念,并知道運(yùn)動(dòng)物體的速度越大質(zhì)量越大,動(dòng)能就越大,但具
2、體的表達(dá)式學(xué)生并不 知道,對(duì)于解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題中常用到的動(dòng)能定理更是一無所知,同時(shí)我們注意到“動(dòng)能定理” 概念概括性強(qiáng),相當(dāng)抽象,不可能在短時(shí)間內(nèi)就讓學(xué)生有深刻體會(huì),而應(yīng)該逐步展開、加深。 因此本課題的教學(xué)設(shè)計(jì)要解決兩個(gè)問題,一是怎樣提出課題和分析論證課題才能使學(xué)生有效 地吸收新知識(shí)?二是介紹動(dòng)能定理的規(guī)律和應(yīng)用特點(diǎn)。這兩個(gè)問題是統(tǒng)一的,前者是教學(xué)的 組織以及課程進(jìn)展的形式;后者是課題內(nèi)容本身,這兩者的有機(jī)結(jié)合便是本課教學(xué)的任務(wù)。(二)教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)技能目標(biāo) (1)理解什么是動(dòng)能 ( 2)知道動(dòng)能的定義式,知道動(dòng)能是標(biāo)量和狀態(tài)量,知道動(dòng)能的單位是焦?fàn)朖(3)正確理解和運(yùn)用動(dòng)能公式分析、解答有關(guān)
3、問題。(4)運(yùn)用演繹法推導(dǎo)動(dòng)能定理,掌握動(dòng)能定理的適用范圍、方法及特點(diǎn),理解和運(yùn)用動(dòng)能定 理。(5)理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力2、過程方法目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生“觀察T疑問T分析T探究T歸納T演繹”得出物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)能力3、情感與態(tài)度目標(biāo)(1)利用多媒體、演示實(shí)驗(yàn)、問題情景等手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,通過問題的交流,關(guān)注 學(xué)生與人合作的態(tài)度、表達(dá)與交流意識(shí)和探索精神(2)通過動(dòng)能定理的演繹推導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣(三)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1、動(dòng)能概念及其表達(dá)式的理解2、動(dòng)能定理及其應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)1、動(dòng)能定理中總功的分析與計(jì)算在初學(xué)時(shí)比較困難,應(yīng)通過例題逐步提高學(xué)生解決該問題的 能力。
4、2、通過動(dòng)能定理進(jìn)一步加深功與能的關(guān)系的理解,讓學(xué)生對(duì)功、能關(guān)系有更全面、深刻的認(rèn) 識(shí),這是本節(jié)的較高要求,也是難點(diǎn)。三、學(xué)情分析前面講過,學(xué)生在初中階段已學(xué)習(xí)過動(dòng)能的概念,并知道運(yùn)動(dòng)物體的速度越大質(zhì)量越大, 動(dòng)能就越大。而且通過前一節(jié)“功和能”的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)初步掌握了“功是能量轉(zhuǎn)化的量 度”,知道能量的轉(zhuǎn)化可以通過力做功來實(shí)現(xiàn),這為“動(dòng)能”“動(dòng)能定理”的推導(dǎo)埋下了伏 筆。四、教法與學(xué)法分析1、教法分析我在準(zhǔn)備這節(jié)課之前首先注意了以下問題:一是引起學(xué)生的意向,即教師首先需要激發(fā) 學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),教學(xué)是在學(xué)生想學(xué)的心理基礎(chǔ)上展開的;二是增加學(xué)生對(duì)物理的應(yīng)用意識(shí), 讓學(xué)生感覺物理知識(shí)都有活生生的
5、現(xiàn)實(shí)模型;三是采用易于學(xué)生理解的方式,比如教學(xué)手段 上可以豐富一點(diǎn),借助多媒體輔助教學(xué)和演示實(shí)驗(yàn)。除此之外,我更注意學(xué)生的思維訓(xùn)練。 古希臘哲學(xué)家、教育學(xué)家蘇格拉底說:教師在課堂上講了些什么并非不重要,但學(xué)生想了些 什么更重要千百倍。我這節(jié)課力求以知識(shí)的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用為主線,遵循“教師為主導(dǎo), 學(xué)生為主體”的原則,結(jié)合高中生的求知心理和已有的認(rèn)知水平開展教學(xué),結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活實(shí) 際在學(xué)生知識(shí)的“最近發(fā)展區(qū)”設(shè)置新問題,借助多媒體,引入演示實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生思考探 究問題的熱情,讓學(xué)生自主探究、合作討論,探究知識(shí)的形成過程,構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),逐漸學(xué) 會(huì)探究新知。2、學(xué)法分析本節(jié)課學(xué)生的學(xué)法:觀察一一類比、
6、探討一一抽象歸納,建立初步概念一一通過簡(jiǎn)單反 饋檢測(cè),強(qiáng)化初建的概念。這一設(shè)計(jì)體現(xiàn)了“實(shí)踐探索理論實(shí)踐探索”的學(xué)習(xí)規(guī)律 和方法,從而體現(xiàn)了學(xué)生的主體學(xué)習(xí)地位和寬松熱烈的學(xué)習(xí)氛圍,讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)到物理的研究 學(xué)習(xí)方法一一“求真求實(shí)”,一切以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),加以合理科學(xué)的類比、設(shè)想、推理、抽象, 建立起科學(xué)的理論體系設(shè)計(jì)意圖列舉生活實(shí)例, 使學(xué)生意識(shí)到物 理問題源自生活五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)步驟教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)情景播放一組錄像,引導(dǎo)學(xué)生思考,導(dǎo)出動(dòng)能的概念引入課題問題1、動(dòng)1、教師演示初中做過的實(shí)驗(yàn),用以下表格分析 能的概念高度h前進(jìn)的位移s做功的 本領(lǐng)動(dòng)能質(zhì)量m 相同大大大大小小小小質(zhì)量m前進(jìn)的位移s做工的本領(lǐng)動(dòng)
7、能高度h 相同大大大大小小小小教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論:質(zhì)量越大、速度越大,物體的動(dòng)能就越大2、那怎樣定量的表示動(dòng)能呢?怎么算?設(shè)原來靜止的物體,速度 v = 0,所以動(dòng)能Ek = 0, 它在外力作用下發(fā)生一段位移,這時(shí)外力對(duì)物體做功的 大小為FS。且由牛頓第二定律,物體在外力作用下產(chǎn)生 加速度,因而在發(fā)生這段位移的同時(shí),獲得了一定的速 度,即獲得了動(dòng)能,動(dòng)能由0到有,就是由外力做功實(shí)現(xiàn)的。W = F S S =- S =- W = FS =板書:公式:Ek =(其中速度v為即時(shí)速率)說明:(1)動(dòng)能的單位:J(2 )動(dòng)能是一個(gè)標(biāo)量,無方向,求和只需用代數(shù) 相加減3、經(jīng)典練習(xí)強(qiáng)化:例題1、判斷:運(yùn)
8、動(dòng)物體所具有的能就是動(dòng)能?分析:錯(cuò)。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的物體除了具有動(dòng)能以外,還 可以具有勢(shì)能、內(nèi)能、電能等其他形式的能。.在運(yùn)動(dòng) 著的物體所具有的能量中,僅僅由于運(yùn)動(dòng)而引起的那部 分能量才是動(dòng)能。例題2、(課后練習(xí)2)質(zhì)量10g、以0.8km/s的速度飛 行的子彈,質(zhì)量60kg、以10m/s的速度奔跑的運(yùn)動(dòng)員, 二者相比,那一個(gè)的動(dòng)能大?分析:對(duì)子彈:對(duì)運(yùn)動(dòng)員:可見子彈比運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能大,和我們同學(xué)想象的不一樣 啟示:(1 )求解題目時(shí)不能憑感覺,應(yīng)帶入相應(yīng)的 物理公式(2)求解動(dòng)能時(shí),各物理量必須用國(guó)際單位, 即質(zhì)量用kg、速度用m/s 多媒體和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,各取優(yōu)點(diǎn),可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí) 興趣,通過列表
9、比較、巧設(shè)妙問,結(jié)合前面"功和能” 承上啟下,為“動(dòng)能”的引入做好準(zhǔn)備設(shè)計(jì)問題,引導(dǎo)學(xué)生分析歸納概括,形成概念,激發(fā)探 索欲望。這一過程中,對(duì)學(xué)生的歸納,要給充分的肯定 和鼓勵(lì),以培養(yǎng)他們大膽猜想的意識(shí)和習(xí)慣。教會(huì)學(xué)生得出概念公式后要對(duì)他的特性做一個(gè)分析, 比 如單位、矢量性、適用性等等物理概念是物理思維的基礎(chǔ),通過兩道典型例題的分 析,培養(yǎng)學(xué)生利用定義解決問題的能力,同時(shí)強(qiáng)化對(duì)物 理概念的理解,并告誡學(xué)生應(yīng)該記住的注意事項(xiàng)問題2:動(dòng) 能定理的 分析4、過渡:我們將剛才推導(dǎo)動(dòng) 能公式的例子改動(dòng)一下:假設(shè) 物體原來就具有速度 vi,且水 平面存在摩擦力f ,在外力F 作用下,經(jīng)過一段位
10、移 s,速 度達(dá)到V2,如圖2,則此過程中,外力做功與動(dòng)能間又 存在什么關(guān)系呢? 引導(dǎo)學(xué)生分析:外力F做功:WF= Fs 摩擦力f做功:W= -fsEl|I冋J(rèn)結(jié)論:可見,外力對(duì)物體做的總功等于物體在這一運(yùn)動(dòng) 過程中動(dòng)能的增量。其中 F與物體運(yùn)動(dòng)同向,它做的功 使物體動(dòng)能增大;f與物體運(yùn)動(dòng)反向,它做的功使物體 動(dòng)能減少。它們共同作用的結(jié)果,導(dǎo)致了物體動(dòng)能的變 化。將上述問題再推廣一步:若物體同時(shí)受幾個(gè)方向任意的 外力作用,情況又如何呢?引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出正確結(jié)論并板書:(1)內(nèi)容:外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化,這個(gè)結(jié)論叫動(dòng)能定理。用W總表示外力對(duì)物體做的總功,用 氐表示物體初態(tài)的 動(dòng)能,
11、用Ek2表示末態(tài)動(dòng)能,則動(dòng)能定理表示為:Wfe、=Ek2-E k1 = A Ek(2 )表達(dá)式:Wfe、= Ek2-E k1= A Ek5、教師強(qiáng)調(diào)對(duì)動(dòng)能定理的理解a .對(duì)外力對(duì)物體做的總功的理解有的力促進(jìn)物體運(yùn)動(dòng),而有的力則阻礙物體運(yùn)動(dòng)。 因此它們做的功就有正、負(fù)之分,總功指的是各外力做 功的代數(shù)和;又因?yàn)?W= WV2+-= Fi S+F2 s+ = F合 s,所以總功也可理解為合外力的功。b .對(duì)該定理標(biāo)量性的認(rèn)識(shí)先設(shè)計(jì)一道題 目,讓學(xué)生自己 利用功能關(guān)系導(dǎo) 出動(dòng)能定理,體 驗(yàn)知識(shí)的形成過 程。實(shí)踐證明, 探索得來的知識(shí) 印象最深刻,它 不僅讓學(xué)生自然 體會(huì)到“發(fā)現(xiàn)” 的樂趣,而且可 以
12、培養(yǎng)學(xué)生知識(shí) 遷移的能力和邏 輯推理能力層層深入,步步 拓展,從特殊到 一般,外推動(dòng)能 定理的內(nèi)容概念定律的出來 后,引導(dǎo)學(xué)生對(duì) 其內(nèi)涵和外延作 分析,這是正確 利用概念定律解因動(dòng)能定理中各項(xiàng)均為標(biāo)量,因此單純速度方向改 變不影響動(dòng)能大小。如勻速圓周運(yùn)動(dòng)過程中,合外力方向指向圓心,與位移方向始終保持垂直,所以合外力做體的先決條件,功為零,動(dòng)能變化亦為零,并不因速度方向改變而改變。尤其是要特別強(qiáng)c.對(duì)定理中“變化” 一詞的理解調(diào)易錯(cuò)和易忘的由于外力做功可正、可負(fù),因此物體在一運(yùn)動(dòng)過程知識(shí)點(diǎn),要在不中動(dòng)能可增加,也可能減少。因而定理中“變化”一詞同時(shí)候不同地方的確切含義為末態(tài)與初態(tài)的動(dòng)能差,或稱為
13、“改變量”。數(shù)值可正,可負(fù)。具體表現(xiàn)為:不斷加以強(qiáng)化W合0, Ek2 亦 ,耳 0W合 V 0, Ek2 v Ek1, Ekv 0d .對(duì)狀態(tài)與過程 關(guān)系的理解功是伴隨一個(gè)物理過程而產(chǎn)生的,是過程量;而動(dòng)能是狀態(tài)量。動(dòng)能定理表小了過程量等于狀態(tài)量的改變 量的關(guān)系。e. 是一種求功的方法.f. 適用范圍既適合于 直線運(yùn)動(dòng),也適合于 曲線運(yùn)動(dòng);既適用于恒力做功,也適合于 變力做功 經(jīng)典練習(xí)強(qiáng)化:3例3 (課本例題)一架噴氣式飛機(jī),質(zhì)量m = 5 X 10 kg ,能力不是靠教2起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s= 5.3 X 102m的,而是要靠虛 心培養(yǎng)的,抓住時(shí),達(dá)到起飛速度 V = 60m
14、/s,在此過程中飛機(jī)受到的機(jī)會(huì),讓學(xué)生根平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍(k = 0.02),求飛機(jī)受據(jù)動(dòng)能定理的概到的牽引力.念嘗試自己解決解法一:以飛機(jī)為 研究對(duì)象,它做勻問題加速直線運(yùn)動(dòng)受到在這道例題中,重力、支持力、牽引力和阻力作用.我利用電腦模擬由牛二:F 合=Fi kmg=m a飛機(jī)起跑階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:v'o2=2 as情境,從而更直 觀的說明問題。由和得只有真正的去比所以較,才能更好地 發(fā)現(xiàn)各自的優(yōu)缺 點(diǎn),因而在解題 過程中,利用兩 種解法,進(jìn)一步解法二:以飛機(jī)為研究對(duì)象,它受到重力、支持力、牽 引力和阻力作用,這四個(gè)力做的功分別為V業(yè)=0, W說明:在計(jì)算合 力做功時(shí),
15、可以 求出物體所受的支=0, W= Fis,Wa=- kmg s .合力,然后再得 出合力做功;也據(jù)動(dòng)能定理得:可以算出作用在 物體上各個(gè)力所 做的功,再相加即:減。在后一種解 法中強(qiáng)調(diào)正功,代入數(shù)據(jù)解得F1= 1.8 X 104 N負(fù)功的判斷。從 而達(dá)到突破難啟示:由于動(dòng)能疋理本身不需要分析具體的運(yùn)動(dòng)過程,點(diǎn)。往往能給解題帶來方便教師通過以上例題引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)動(dòng)能定理的應(yīng)用步驟:讓學(xué)生自己總(1)明確研究對(duì)象及所研究的物理過程。結(jié),自己構(gòu)建知(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并確定各力所做的功,識(shí)體系,教師加求出這些力的功的代數(shù)和。以補(bǔ)充和修正,O 兀存t宀右厶士臺(tái)匕/ -H./rn 曰 用們 口、豐壬士口七總體現(xiàn)“教師主導(dǎo),(3)確定始、木態(tài)的動(dòng)冃匕。(木知量用付號(hào)表示),根據(jù)動(dòng)能定理列出方程學(xué)生主體”的教W總=E<2-Ekl)學(xué)思想(4)求解方程、分析結(jié)果三、作業(yè)鞏固和應(yīng)用所學(xué)1、課本 p126 (5)知識(shí),選擇代表2、課本 p126 (6)性強(qiáng)的問題作為3、(補(bǔ)充)一學(xué)生用100N的力將質(zhì)量為0.5kg的球以 8m/s的速度沿水平方向踢出 20m遠(yuǎn),求該學(xué)生對(duì)球所做 的功。課后作業(yè)六、教學(xué)評(píng)價(jià)不論何時(shí),都要盡可能讓思考與反省預(yù)見到突發(fā)的激情,這于審慎者可輕而易舉做到。心煩意亂之時(shí),首先要做的就是意識(shí)到這一點(diǎn)。先控制住自己的情緒,下決心不再使之加劇。有了這種高明 的防范,就
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