必修二7.7動(dòng)能和動(dòng)能定理

1、7.7動(dòng)能和動(dòng)能定理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)：（1）在上節(jié)探究功與物體速度變化的關(guān)系的基礎(chǔ)上進(jìn)一步定量地確定物體的動(dòng)能的表達(dá)式；（2）進(jìn)一步探究，力對(duì)物體做的功與物體動(dòng)能有什么關(guān)系，既運(yùn)用歸納推導(dǎo)方式推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式；（3）通過(guò)動(dòng)能定理的推導(dǎo)理解理論探究的方法及其科學(xué)思維的重要意義； （4）通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析，對(duì)比牛頓運(yùn)動(dòng)定律，掌握運(yùn)用動(dòng)能定理分析解決問(wèn)題的方法及其特點(diǎn)；（5）通過(guò)對(duì)動(dòng)能定理的應(yīng)用感悟量變（過(guò)程的積累）與質(zhì)變（狀態(tài)的改變）的哲學(xué)關(guān)系。三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道動(dòng)能的定義式，能用動(dòng)能的定義式計(jì)算物體的動(dòng)能；（2）理解動(dòng)能定理反映了力對(duì)物體做功與物體動(dòng)能的變化之間的關(guān)系；（3）

2、能夠理解動(dòng)能定理的推導(dǎo)過(guò)程，知道動(dòng)能定理的適用條件；（4）能夠應(yīng)用動(dòng)能定理解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。2、過(guò)程與方法（1）運(yùn)用歸納推導(dǎo)方式推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式；（2）通過(guò)動(dòng)能定理的推導(dǎo)理解理論探究的方法及其科學(xué)思維的重要意義；（3）通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析，對(duì)比牛頓運(yùn)動(dòng)定律，掌握運(yùn)用動(dòng)能定理分析解決問(wèn)題的方法及其特點(diǎn)。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過(guò)動(dòng)能定理的歸納推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣；（2）通過(guò)對(duì)動(dòng)能定理的應(yīng)用感悟量變（過(guò)程的積累）與質(zhì)變（狀態(tài)的改變）的哲學(xué)關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)：動(dòng)能的概念；動(dòng)能定理的推導(dǎo)和理解。教學(xué)難點(diǎn)：動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程：第七節(jié) 動(dòng)能和動(dòng)能定理1、對(duì)“動(dòng)能”的初步認(rèn)識(shí)追尋

3、守恒量中，已經(jīng)知道物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能，大家先猜想一下動(dòng)能與什么因素有關(guān)？應(yīng)該與物體的質(zhì)量與速度有關(guān)。你能通過(guò)實(shí)驗(yàn)粗略驗(yàn)證一下你的猜想嗎？（物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度有什么關(guān)系）。方案1：讓滑塊從光滑的導(dǎo)軌上滑下與靜止的木塊相碰，推動(dòng)木塊做功。實(shí)驗(yàn)：（1）讓同一滑塊從不同的高度滑下；（2）讓質(zhì)量不同的滑塊從同一高度滑下?，F(xiàn)象：（1）高度大時(shí)滑塊把木塊推得遠(yuǎn)，對(duì)木塊做的功多；（2）質(zhì)量大的滑塊把木塊推得遠(yuǎn)，對(duì)木塊做的功多。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（1）高度越大，滑塊滑到底端時(shí)速度越大，在質(zhì)量相同的情況下，速度越大，對(duì)外做功的本領(lǐng)越強(qiáng)，說(shuō)明滑塊由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量越多。（2）滑塊從相同的高度滑下，具有

4、的末速度是相同的，之所以對(duì)外做功的本領(lǐng)不同，是因?yàn)榛瑝K的質(zhì)量不同，在速度相同的情況下，質(zhì)量越大，滑塊對(duì)外做功的能力越強(qiáng)，也就是說(shuō)滑塊由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量越多。歸納：物體的質(zhì)量越大、速度越大物體的動(dòng)能越大。方案2：被舉高的錘子下落可將鐵釘釘入木板中，高度越高，錘子越重具有的動(dòng)能越大，釘鐵釘時(shí)釘?shù)迷缴睢?、對(duì)“動(dòng)能的變化”原因的初步探究前邊我們學(xué)過(guò)，當(dāng)力對(duì)物體做功時(shí)會(huì)對(duì)應(yīng)某種形式的能的變化，例如重力做功對(duì)應(yīng)于重力勢(shì)能的變化，彈簧彈力做功對(duì)應(yīng)于彈性勢(shì)能的變化，那么什么原因使物體的動(dòng)能發(fā)生變化哪？（1） 多媒體演示實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)1：小球在空中下落過(guò)程，重力做正功，動(dòng)能增大。實(shí)驗(yàn)2：沿粗糙平面滑動(dòng)的小車由運(yùn)

5、動(dòng)到靜止，由于摩擦阻力做負(fù)功，小車的動(dòng)能減小。（2） 學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（要求學(xué)生觀察物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受力、各力做功，及物體動(dòng)能的變化情況？對(duì)于現(xiàn)象通過(guò)討論，由學(xué)生代表說(shuō)出。）（3） 得出結(jié)論：外力做功（牽引力、阻力或其它力等）是物體的動(dòng)能改變的原因。3、 定量探究：外力做功與物體動(dòng)能的變化之間的定量關(guān)系（1）就下列幾種物理情境，用牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)：外力做功與物體動(dòng)能的變化之間的定量關(guān)系。 用多媒體展示：情境1：質(zhì)量為m的物體，在光滑水平面上，受到與運(yùn)動(dòng)方向相同的水平外力F的作用下，發(fā)生一段位移L，速度由V1增加到V2情境2：質(zhì)量為m的物體，在粗糙水平面上，受摩擦力的作用下，發(fā)生一段位移L，速度

6、由V1增加到V2情境3：質(zhì)量為m的物體，在粗糙水平面上，受到與運(yùn)動(dòng)方向相同的水平外力F和摩擦力的作用下，發(fā)生一段位移L，速度由V1增加到V2按學(xué)生基礎(chǔ)情況分組推導(dǎo)，將結(jié)論填入下面的表格中，并用語(yǔ)言表述本小組的結(jié)論：物理情境結(jié)論12-3教師在學(xué)生表述自己得出的結(jié)論（各組的分結(jié)論）后，引導(dǎo)學(xué)生得出動(dòng)能定理的具體內(nèi)容。及其理解動(dòng)能的概念。結(jié)論：合力的功等于物體動(dòng)能的變化。分析總結(jié)、講解規(guī)律1、動(dòng)能（1）“”是一個(gè)新的物理量（2）是物體末狀態(tài)的一個(gè)物理量，是物體初狀態(tài)的一個(gè)物理量。其差值正好等于合力對(duì)物體做的功。（3）物理量定為動(dòng)能，其符號(hào)用EK表示，即當(dāng)物體質(zhì)量為m，速度為V時(shí)，其動(dòng)能：EK= （4

7、）動(dòng)能是標(biāo)量，單位焦耳（J）（5）含義：動(dòng)能是標(biāo)量，同時(shí)也是一個(gè)狀態(tài)量（6）動(dòng)能具有瞬時(shí)性，是個(gè)狀態(tài)量：對(duì)應(yīng)一個(gè)物體的質(zhì)量和速度就有一個(gè)動(dòng)能的值。計(jì)算：我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量是173，運(yùn)行速度是7.2/S，它的動(dòng)能是多少？答：EK= m V2/2=4.48×109（J） 通過(guò)計(jì)算進(jìn)一步理解動(dòng)能的物理意義。2、動(dòng)能定理 有了動(dòng)能的表達(dá)式，前面推出的W= m V22/2m V12/2就寫成W=EK2EK1師生討論 、的物理意義，最后得出：力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做的功等于物體在該過(guò)程中的動(dòng)能變化。這個(gè)結(jié)論叫動(dòng)能定理。（1）內(nèi)容：合力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做的功等于物體在該過(guò)程中的動(dòng)能變化。（2

8、）表達(dá)式：W=EK2EK1（3）討論：當(dāng)合力做正功時(shí)，物體動(dòng)能如何變化？當(dāng)合力做負(fù)功時(shí)，物體動(dòng)能如何變化？當(dāng)物體受變力作用，如何計(jì)算物體動(dòng)能的變化？當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，如何計(jì)算物體動(dòng)能的變化？答案：當(dāng)合力做正功時(shí)，物體動(dòng)能增加。當(dāng)合力做負(fù)功時(shí)，物體動(dòng)能減小。當(dāng)物體受變力作用，可把過(guò)程分解成許多小段每一段按照恒力運(yùn)動(dòng)是直線分段求解。當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可把過(guò)程分解成許多小段每一段按照恒力運(yùn)動(dòng)是直線分段求解。3、應(yīng)用練習(xí)例題：一架噴氣式飛機(jī)質(zhì)量為5.0×103，起飛過(guò)程中從靜止開始滑跑，當(dāng)位移達(dá)到L=5.3×102m時(shí)，速度達(dá)到起飛速度，V=60/s在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力

9、是飛機(jī)重量的0.02倍。求：飛機(jī)受到的牽引力。思考：（1）該題中敘述飛機(jī)的一個(gè)什么過(guò)程？ 答：飛機(jī)的起飛過(guò)程。（2）飛機(jī)的初速度多大？末速度多大？做功的位移多大？ V初=0 V末=60m/s L=5.0×103（3）起飛過(guò)程中有幾個(gè)力？大小方向如何？答：四個(gè)力。重力、支持力、牽引力、阻力。其中牽引力和阻力做功。牽引力做正功，阻力做負(fù)功。（4）如何求解合力做功？答：兩種方法 ： W分 = F合L W分= F牽LfL（3）把學(xué)生的解答過(guò)程展示出來(lái)。（4）糾正學(xué)生錯(cuò)誤解法，展示正確求解過(guò)程：解：飛機(jī)起飛初動(dòng)能EK1=0 末動(dòng)能EK= m V2/2合力功有W= F合L根據(jù)動(dòng)能定理：F合L=

10、m V2/20根據(jù)飛機(jī)起飛時(shí)受力 F=F牽f阻F牽= m V2/2Lf阻=1.8×104(V)飛機(jī)受到的牽引力是1.8×104(V)。4、拓展訓(xùn)練：（1）該題中飛機(jī)起飛過(guò)程中牽引力的功轉(zhuǎn)化成什么了？（討論完成？）答：牽引力做的功轉(zhuǎn)化成了飛機(jī)起飛的動(dòng)能和飛機(jī)與地面摩擦的內(nèi)能（即摩擦力做的功）。（2）本題是否可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)解，與上面解法有何不同？（用牛頓運(yùn)動(dòng)定律重解例題）（3）物體的運(yùn)動(dòng)為多段運(yùn)動(dòng)組成，是否可用動(dòng)能定理來(lái)解？如何來(lái)解？（舉個(gè)例題）板書設(shè)計(jì)：第七節(jié) 動(dòng)能和動(dòng)能定理1、動(dòng)能（1）“”是一個(gè)新的物理量；（2）是物體末狀態(tài)的一個(gè)物理量，是物體初狀態(tài)的一個(gè)物理量。其差

11、值正好等于合力對(duì)物體做的功；（3）物理量定為動(dòng)能，其符號(hào)用EK表示，即當(dāng)物體質(zhì)量為m，速度為V時(shí)，其動(dòng)能：EK= ；（4）動(dòng)能是標(biāo)量，單位焦耳（J）；（5）含義：動(dòng)能是標(biāo)量，同時(shí)也是一個(gè)狀態(tài)量；（6）動(dòng)能具有瞬時(shí)性，是個(gè)狀態(tài)量：對(duì)應(yīng)一個(gè)物體的質(zhì)量和速度就有一個(gè)動(dòng)能的值。計(jì)算：我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量是173，運(yùn)行速度是7.2/S，它的動(dòng)能是多少？答：EK= m V2/2=4.48×109（J） 通過(guò)計(jì)算進(jìn)一步理解動(dòng)能的物理意義。2、動(dòng)能定理有了動(dòng)能的表達(dá)式，前面推出的W= m V22/2m V12/2就寫成W=EK2EK1師生討論 、的物理意義，最后得出：力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做的功等于物體在該過(guò)程中的動(dòng)能變化。這個(gè)結(jié)論叫動(dòng)能定理。（1）內(nèi)容：合力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做的功等于物體在該過(guò)程中的動(dòng)能變化。（2）表達(dá)式：W=EK2EK1（3）討論：當(dāng)合力做正功時(shí)