動(dòng)能定理教學(xué)設(shè)計(jì)競(jìng)賽jsp

1、全國(guó)首屆大學(xué)生中學(xué)物理教學(xué)技能大賽教學(xué)設(shè)計(jì)參賽課題：動(dòng)能和動(dòng)能定理推薦單位：泰山學(xué)院參賽選手：裴云翔所學(xué)專業(yè)：物理學(xué)學(xué)歷層次：本科山東煙臺(tái)2009-8-16動(dòng)能和動(dòng)能定理教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析動(dòng)能和動(dòng)能定理是人教版高中物理必修 2 第七章第七節(jié)的內(nèi)容。動(dòng)能定理是物理學(xué)中重要的定理之一。 它和牛頓運(yùn)動(dòng)定律、 動(dòng)量定理是解決力學(xué)問題的 三大支柱。動(dòng)能定理是功能關(guān)系的重要體現(xiàn)，是推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的重要依據(jù)，因此動(dòng) 能定理是本章的重中之重。本節(jié)是動(dòng)能和動(dòng)能定理的第一課時(shí)，是整個(gè)動(dòng)能定理教學(xué)的基 礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是最重要的環(huán)節(jié)。本節(jié)主要是幫助學(xué)生了解動(dòng)能的表達(dá)式，掌握動(dòng)能定理的內(nèi) 容。二、學(xué)生分析在初中，學(xué)生

2、已經(jīng)知道了動(dòng)能的定義， 但是并沒有接觸到動(dòng)能的表達(dá)式和動(dòng)能定理。 對(duì) 于動(dòng)能的表達(dá)式和動(dòng)能定理的得出理解起來有一定的難度。通過前幾節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已 經(jīng)對(duì)做功和能量的關(guān)系有了一定的認(rèn)識(shí)，這個(gè)對(duì)于本節(jié)學(xué)習(xí)有了很大的幫助。動(dòng)能定理的 公式簡(jiǎn)單并不難記，但要全面、深入理解，牢固掌握且廣泛應(yīng)用比較困難，這一重點(diǎn)在課 本中可以通過定理辨析和針對(duì)性的練習(xí)來突破。高中生生活經(jīng)驗(yàn)豐富，科學(xué)知識(shí)增多，對(duì) 事物之間的內(nèi)在聯(lián)系了解得更深刻。他們能對(duì)事物之間的規(guī)律聯(lián)系提出猜想即假設(shè)，并設(shè) 計(jì)方案去檢驗(yàn)假設(shè)。他們思維的完整結(jié)構(gòu)基本形成，并趨于穩(wěn)定。他們的分析與綜合、抽 象與概括、歸納與演繹、形式邏輯與辯證邏輯的能力較強(qiáng)

3、。三、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能 ：理解動(dòng)能的定義、表達(dá)式和單位。會(huì)進(jìn)行動(dòng)能定理的推導(dǎo)。理解動(dòng)能定理的表述，會(huì)用動(dòng)能定理解決力學(xué)問題，知道用動(dòng)能定理解題的步驟。 過程與方法 ：使學(xué)生掌握用推理方法得出動(dòng)能表達(dá)式的方法。通過確定與做功有密切聯(lián)系的物理量的過程，發(fā)展學(xué)生的知識(shí)遷移能力。學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題。情感、態(tài)度與價(jià)值觀 ：通過對(duì)動(dòng)能和動(dòng)能定理的演繹推理， 使學(xué)生從中領(lǐng)略到物理學(xué)中所蘊(yùn)含的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿?關(guān)系，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲。四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：動(dòng)能的定義式，動(dòng)能定理及應(yīng)用。難點(diǎn)：動(dòng)能定理的理解及應(yīng)用。五、教法與學(xué)法 我采取了啟發(fā)、類比、討論、探究相結(jié)合的復(fù)式教學(xué)法和比較直觀的

4、多媒體教學(xué)與傳 統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法，以及針對(duì)突破難點(diǎn)所采取的實(shí)踐教學(xué)方法。教師利用學(xué)生的知識(shí)，通過演繹推論從理論上來論證動(dòng)能和動(dòng)能定理的表達(dá)形式，并組織學(xué)生進(jìn)行辨析、提高認(rèn)識(shí)。六、教學(xué)媒體計(jì)算機(jī)、投影儀七、教學(xué)程序設(shè)計(jì)回顧知識(shí)引出新內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)其產(chǎn)生興趣。師：前幾節(jié)課我們學(xué)習(xí)了功、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能。而且我們知道了力對(duì)物體做功的 時(shí)候總是對(duì)應(yīng)于某種能量的變化。那么重力做功的時(shí)候?qū)?yīng)于何種能量的變化呢？ 生：重力勢(shì)能的變化。師：彈簧彈力做功的時(shí)候?qū)?yīng)于何種能量的變化呢？ 生：彈簧的彈性勢(shì)能的變化?！就ㄟ^提問題的方式能夠引導(dǎo)學(xué)生回想前面的知識(shí)， 并且對(duì)功和能之間的關(guān)系進(jìn)行潛意 識(shí)的思考。這對(duì)

5、下面的推導(dǎo)演繹動(dòng)能和動(dòng)能定理有很大的幫助。 】師：對(duì)，重力做功對(duì)應(yīng)于重力勢(shì)能的變化，彈簧的彈力做功對(duì)應(yīng)于彈簧彈性勢(shì)能的變 化。重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能是我們前面所學(xué)的兩種能量的存在形式。今天我們就來學(xué)習(xí)一個(gè) 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能動(dòng)能?！居捎诔踔幸呀?jīng)對(duì)動(dòng)能有了感性的認(rèn)識(shí)， 而感性的認(rèn)識(shí)是形成物理概念的基礎(chǔ)。 將學(xué)過 的東西再次學(xué)習(xí)是從感性認(rèn)識(shí)升華到理性認(rèn)識(shí)的過程。 】師：我們?cè)谘芯恐亓?shì)能的時(shí)候是從什么地方開始入手分析的呢？ 生：是從重力做功開始研究的。師：從重力勢(shì)能的研究中，我們得到了什么啟發(fā)來研究動(dòng)能呢？ 生：也從力做功研究動(dòng)能。師：行得通嗎？能不能，只有我們大膽嘗試后才能知道。下面我們就從力做

6、功來開始 研究動(dòng)能。構(gòu)建知識(shí)平臺(tái)，鋪設(shè)探究之路。 師：首先我們?cè)O(shè)計(jì)如下的物理模型： 一質(zhì)量為 m 的物體在水平面上受到方向與運(yùn)動(dòng)方向 相同的恒力 F的作用下發(fā)生了一段位移 l 。速度也由 原來的 v1變?yōu)関2 求力 F 對(duì)物體做功的表達(dá)式?！窘⑦m當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ褪堑贸稣_結(jié)論的保證。 】生： W fl師：我們根據(jù)牛頓第二定律可知 F=ma 。那么位移 l 又等于什么呢？我們一起來分析 一下。大家看 F 是恒力，有時(shí)在水平面上作直線運(yùn)動(dòng)。那么這是一個(gè)什么樣的運(yùn)動(dòng)？ 生：勻變速直線運(yùn)動(dòng)師：對(duì)，是我們熟悉的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。那么我們就可以根據(jù) 2al v22 v12來求出l 等 于什么？22生： l v

7、2 v12a師：好，我們知道了 F 和 l ，那么代入 W fl 即可的到 F 對(duì)物體做的功的表達(dá)式：1 2 1 2W mv2 mv12 2 2 1【引導(dǎo)學(xué)生利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得出 W 1mv22 1 mv12 ，使學(xué)生掌握用演繹推理的方法得 2221出動(dòng)能表達(dá)式的物理學(xué)研究方法。將新知識(shí)的學(xué)習(xí)與舊知識(shí)聯(lián)系起來，在進(jìn)一步完善學(xué)生 知識(shí)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生的知識(shí)遷移能力。 】分析論證師：觀察這個(gè)式子中有兩個(gè) 1mv2 這種形式的量。再看這個(gè)量在過程結(jié)束與開始時(shí)的2 差正好是力 F 對(duì)物體做的功。在此過程中物體除了動(dòng)能是否還有另一種能量的變化??？生：沒有出現(xiàn)別的能量的變化。師：那么 1mv2 是不是我

8、們要探究的動(dòng)能呢？似乎是，但不敢肯定。那么大家回想一2 下上節(jié)課我們得出的一個(gè)結(jié)論：當(dāng)物體的初速度為零時(shí)合外力對(duì)物體做的功與物體的末速 度的平方成正比。由此我們能否肯定 1 mv2就是動(dòng)能的表達(dá)式?。?生：能肯定。【分析和論證是這節(jié)教學(xué)需要突出的探究要素。 和學(xué)生一起討論分析得出結(jié)論。 在這一 過程中，培養(yǎng)學(xué)生的分析論證能力。 】師：只知道了動(dòng)能的表達(dá)是不能夠完整的認(rèn)識(shí)它的。 我們還得知道它的 “脾氣”和“秉 性”即它的標(biāo)矢性和單位。下面大家討論一下動(dòng)能是標(biāo)量還是矢量。從什么地方可以說明 這一點(diǎn)。討論后選代表回答。在學(xué)生討論的時(shí)候提醒學(xué)生矢量的平方是標(biāo)量。 生：動(dòng)能是標(biāo)量。我們從它的定義式中可

9、以看出質(zhì)量是標(biāo)量，速度的平方也是標(biāo)量。 那么動(dòng)能也就沒有方向性。師：對(duì)，因?yàn)闆Q定它的因素沒有方向性則它也就沒有方向性?！鞠嗷ソ涣饔懻撌呛苤匾?很有效的學(xué)習(xí)方法。 在此過程中讓同學(xué)感覺到團(tuán)結(jié)合作的力 量?！繋?；知道了表達(dá)式請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)單位制來寫出動(dòng)能的單位。生： kg m2 / s2 。師：變形一下請(qǐng)大家看好 kg m2 / s2kg m /s2 m ， kg m/ s2 是什么呢？生：是力的單位，等價(jià)于 N師：等價(jià)于牛的話 kg m2 / s2 就能寫成 N m 也就是功的單位焦耳 ，即 J。哦，原來動(dòng)能和功的單位是相同的【引導(dǎo)學(xué)生用單位制來推導(dǎo)出動(dòng)能的單位更有助于學(xué)生對(duì)動(dòng)能的理解。 通過單

10、位的推導(dǎo) 過程最后得出動(dòng)能和功的單位相同，能使學(xué)生產(chǎn)生功、能之間可以轉(zhuǎn)化的這種想法，為下 面的學(xué)習(xí)做了鋪墊?！可钊胙芯?，引入到下一個(gè)重點(diǎn)師：剛才 我們研究 的是 W 1mv22 1mv12 中的部分 ，下面 我們來 整體研 究一下22W 1mv22 1mv12 中隱藏的秘密。根據(jù)剛才的學(xué)習(xí)我們知道了 1mv22 是過程的末動(dòng)能， 1mv122 2 2 2 11是過程的初動(dòng)能。 1mv22 1mv12 就是動(dòng)能的變化量。那么 w 是什么呢？2 2 2 1生：W 是合力在過程中所做的功。 師：也就是說一個(gè)力在過程中對(duì)物體做所的功等于過程中物體動(dòng)能的變化量。這就是 我們今天得出的第二個(gè)結(jié)論。即“偉大

11、”的動(dòng)能定理。 對(duì)這個(gè)結(jié)論我們要求先記住再理 解。記憶物理定理是很枯燥的事情，在我自己記憶的時(shí)候我會(huì)盡量將它想成美好的詩詞來 記憶。比如動(dòng)能定理我會(huì)這樣記：啊！合力??！原來你做的功與動(dòng)能的變化相同?！菊n程進(jìn)行到這個(gè)地方時(shí)可能有一部分學(xué)生有些疲勞了，思想會(huì)在這里拋錨。一句幽 默的話能夠?qū)W(xué)生的注意力吸引到課堂來，也使課堂氣氛變的輕松起來。 】分析例題，幫助理解 師：記住了這個(gè)定理有什么用呢？下面我們就來看一個(gè)例題，看看它到底有什么用。 投影儀出例題并分析解決?！疽龑?dǎo)學(xué)生分析例題能使學(xué)生慢慢形成解決問題的思路。 】 師：通過例題我們可以看出運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)，只關(guān)注的是過程中動(dòng)能的始末狀態(tài)，并 沒有考

12、慮過程中的細(xì)節(jié)。 那么大家考慮一下如果過程中間某一時(shí)刻我突然改變了力的大小， 我們?cè)撛趺礃舆\(yùn)用動(dòng)能定理呢？回憶我們?cè)诜治鲫P(guān)于“蹦極受力”時(shí)，用到了一種將過程 分段的方法，對(duì)你有什么啟發(fā)嗎？生：將力做功分成兩段再分析做功情況。 師：分段處理后也能運(yùn)用動(dòng)能定理。那么就說明動(dòng)能定理也適用于變力做功?！净貞浥f的知識(shí)作類比也是一種解決問題的途徑， 讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用一種方法解決不同領(lǐng) 域的問題?！繋煟何覀?cè)谄綍r(shí)也會(huì)常常遇到曲線運(yùn)動(dòng)的問題。那么動(dòng)能定理是否在曲線運(yùn)動(dòng)中也適 用呢？ 請(qǐng)大家在課后利用一切能利用的資源解決這個(gè)問題?！玖粢粋€(gè)小問題由學(xué)生自己解決能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣， 特別是利用網(wǎng)絡(luò)， 圖書等方 式。】6總結(jié)內(nèi)容，加深記憶 利用一問一答的形式對(duì)所