動能定理的課堂教學(xué)設(shè)計

1、動能定理的課堂教學(xué)設(shè)計三烈中學(xué) 劉健一、設(shè)計目標(biāo)動能定理是高中物理中十分重要的內(nèi)容之一，是中學(xué)階段處理功能問題使用頻率最高的物理規(guī)律。而在動能定理的運用中要解決的主要問題有兩個：一個是初狀態(tài)、末狀態(tài)的確定；一個是合外力所做的功的計算。本節(jié)課的設(shè)計目的就是希望通過師生對一些實際問題的共同討論，使學(xué)生能根據(jù)題意，正確的確定初狀態(tài)、末狀態(tài)；在不同情形下用不同的方法計算合外力做功。希望使學(xué)生能加深對動能定理的理解，了解動能定理的一般解題規(guī)律，通過動能定理進(jìn)一步加深功與能的關(guān)系的理解，讓學(xué)生對功、能關(guān)系有比較全面、深刻的認(rèn)識。本節(jié)課的方法主要是在學(xué)生已有知識的基礎(chǔ)上，通過學(xué)生討論、教師點撥，然后歸納得出

2、解決一些常見問題的方法，希望對提高學(xué)生的分析、理解能力有所幫助。二、教學(xué)目標(biāo)：、通過課堂教學(xué)，使學(xué)生能正確的確定始末狀態(tài)、計算合外力做功，加深對動能定理的理解。、通過學(xué)生討論、教師點撥，希望對提高學(xué)生分析能力和運用已有知識解決新問題的能力有所幫助，努力培養(yǎng)學(xué)生探求知識、規(guī)律的興趣和發(fā)表自己的觀點的勇氣。三、教學(xué)過程師:今天我們一起對動能定理作一些討論。請一位同學(xué)將動能定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式寫一下。生：合½ mv2½mv2師:誰能解釋一下公式所表示的含義?生:合外力做功等于物體動能的變化。師:動能定理是怎樣推導(dǎo)得到的?(實物投影一位同學(xué)的內(nèi)容)師:簡單點評(也可請學(xué)生)師:這是學(xué)過

3、的內(nèi)容,大家對它是怎樣理解的?生: 等式的左邊表示合外力做功,等式的右邊表示物體動能的變化。 動能的變化可以用做功來量度。 合外力做正功時物體的動能增加，合外力做負(fù)功時物體的動能減少。要對物體進(jìn)行受力分析，哪些力不做功，哪些力做功，是正功還是負(fù)功。師：同學(xué)們的理解都比較準(zhǔn)確。那么對動能定理的理解或應(yīng)用還有什么困惑或問題嗎？請同學(xué)們思考一下。生：如何計算合外力做功？如何確定初狀態(tài)和末狀態(tài)？師：同學(xué)們提出的正是應(yīng)用動能定理的二個關(guān)鍵的問題，怎樣分析等式的左邊和右邊，我們這堂課主要討論這兩個方面的問題。師：首先討論始末狀態(tài)的確定，請同學(xué)們看第一題中的初狀態(tài)、末狀態(tài)是怎樣確定的。生：1、分兩個過程：下

4、落:下落點為初始狀態(tài),落地點為末狀態(tài)。上升:彈起為初始狀態(tài),最高點為末狀態(tài)。2、一個過程：下落點為初始狀態(tài)，彈起后的最高點為末狀態(tài)。師：第二題呢？生：下落點為初始狀態(tài)，落地點為末狀態(tài)。(不可以進(jìn)行分段考慮)師：我們可根據(jù)具體情況確定始末狀態(tài)。師：接下來我們討論合外力做功的問題。大家思考一下，平時練習(xí)中關(guān)于合外力做功的計算，可能碰到那些情況。生：（先討論后回答）、 物體所受的合外力恒定。、 變力作功(包括力的大小不變、方向變化、力的方向不變、大小變化、力的大小、方向都變化)。、 物體所受的力的個數(shù)在變化。師：概括大家的討論，分成兩類：恒力做功和變力做功。先分析恒力做功，一般如何處理？生、先求出合

5、外力，再求F合S。（例：）先求出各個力做的功，再求功的代數(shù)和。（例：）師：對于變力做功大家是如何考慮的？（設(shè)只有一個是變力）我們分析過了變力可能有幾種情況？大小不變、方向不變；大小不變、方向變：大小變、方向變師：力的大小不變、方向變（討論例1、2）球上下彈跳中的阻力做功生：雖然阻力的方向在不斷的變化，但阻力的方向與運動方向始終相反，所以阻力做功為W=f（H+0.8H） 師：根據(jù)動能定理列出怎樣的式子？ 生：下落點為初始狀態(tài)，動能為。彈起后的最高點為末狀態(tài)，動能為這個小球的始、末狀態(tài)動能都等于0，而重力做功為mg×0.2H所以：mg×0.2Hf（H+0.8H）=0 f=1/9

6、 mg師：那么例題2中呢？生：下落點為初始狀態(tài)，動能為；最后的落地點為末狀態(tài)，動能為。而重力做功為mgH，阻力做功為fS 所以：mgHfS=0 S=9H師：主要看力的方向和位移方向的關(guān)系。（當(dāng)然我們只能解決一些特殊的問題）師：做了這兩個題后還有什么體會？（可提示：）生：說明重力做功與阻力做功的不同。 重力做功只與始末位置有關(guān)，與經(jīng)過的路徑無關(guān)； 而阻力做功則不同，與經(jīng)過的路徑有關(guān)。師: 大家思考一下: 大小變可能有幾種?生:(討論)均勻變化、不均勻變化。師：想想看如何處理？提醒與勻加速運動類比。生：對均勻變化的可以取力的平均值。師：出示一題：（第題）把一釘子敲入墻內(nèi)，請寫出釘子克服阻力做功的表

7、達(dá)式。生：W=師：如果第二次又打進(jìn)則又如何？生：（學(xué)生寫）：W=：W=生：我們用圖像解。（說出思維的過程、上板演示）我們聯(lián)想到V-t圖像與時間軸所包含的面積為物體的位移，那么FX圖像與軸所包含的面積為力做的功。師：這個想法很好，請大家根據(jù)圖像寫出功的表達(dá)式生：畫出FX圖像（投影）師：對不均勻變化的如何處理？生：討論功率恒定：W=Pt（機車牽引、說明一下）通過動能的變化求（如果只有牽引力做功，那么根據(jù)動能定理，牽引力做的功就等于物體動能的增量）師： 例題4：質(zhì)量為m的小球沿半徑為的1/4圓弧下滑，求摩擦力對小球做的功？分析：力的大小、方向都變你可添加那些條件，可求出摩擦力對小球做的功生：討論：知

8、道力的平均值½ 知道初速度、末速度 合½ mv2½mv2師：請大家根據(jù)動能定理寫出表達(dá)式。生：mgRWf=½ mv2½mv2師：多了一個求功的方法：通過能的轉(zhuǎn)化求出功（功是能的轉(zhuǎn)化的量度）請同學(xué)們看例題5：機車牽引的情況，請大家根據(jù)動能定理寫出表達(dá)式生:在這個過程中，有兩個力在做功，機車的牽引力做功Pt ，而阻力做功為fs，根據(jù)動能定理：Ptfs=½ mv20師：請看例題6生：師：請同學(xué)講這一堂課的收獲生：重力（電場力）做功，只與始末位置有關(guān)，與經(jīng)過的路徑無關(guān)；而阻力做功與經(jīng)過的路徑有關(guān)。 對變化的力做功，均勻變化的可取平均值，也可用

9、圖像解（圖）。 用動能定理解題時，要根據(jù)題意選取合適的初狀態(tài)和末狀態(tài)，確定哪些力做功，做正功還是做負(fù)功，然后列出等式求解。 雖然動能定理由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得到，但應(yīng)用的范圍要廣，能解決一些用牛頓定律不能解決的問題。四、課堂練習(xí)1、一個質(zhì)量為m的小球從高為H處落下，與地面碰撞后跳到0.8H高處，設(shè)小球與地面碰撞時沒有能量的損失，試求小球在運動過程中所受的空氣阻力？、上題中，小球最終落到地面上，則在整個過程中小球通過的路程為多少？、用錘子把釘子打入木板，已知木板對釘子的阻力與釘子進(jìn)入的深度成正比，即f=kx，錘子打擊第一次時把釘子打進(jìn)木板X1，則錘子打擊釘子時做的功為多少？若第二次打進(jìn)X2，則錘子打擊釘子時又做多少功?、一個質(zhì)量為m的小球沿半徑為的1/4圓弧下滑，求摩擦力對小球做的功？ 、火車在機車牽引力的作用下在平直的軌道上作加速運動，已知機車的功率恒為P，所受的阻力為f，經(jīng)過時間t，火車的速度為v，則火車通過的位移為