动能定理 教学设计 竞赛.jsp(1).doc

全国首届大学生中学物理教学技能大赛教 学 设 计 参赛课题： 动能和动能定理 推荐单位： 泰山学院 参赛选手： 裴云翔 所学专业： 物理学 学历层次： 本 科 山东烟台 2009-8-16 动能和动能定理教学设计一、教材分析 动能和动能定理是人教版高中物理必修2第七章第七节的内容。 动能定理是物理学中重要的定理之一。它和牛顿运动定律、动量定理是解决力学问题的三大支柱。动能定理是功能关系的重要体现，是推导机械能守恒定律的重要依据，因此动能定理是本章的重中之重。本节是动能和动能定理的第一课时，是整个动能定理教学的基础环节，也是最重要的环节。本节主要是帮助学生了解动能的表达式，掌握动能定理的内容。二、学生分析 在初中，学生已经知道了动能的定义，但是并没有接触到动能的表达式和动能定理。对于动能的表达式和动能定理的得出理解起来有一定的难度。通过前几节课的学习，学生已经对做功和能量的关系有了一定的认识，这个对于本节学习有了很大的帮助。动能定理的公式简单并不难记，但要全面、深入理解，牢固掌握且广泛应用比较困难，这一重点在课本中可以通过定理辨析和针对性的练习来突破。高中生生活经验丰富，科学知识增多，对事物之间的内在联系了解得更深刻。他们能对事物之间的规律联系提出猜想即假设，并设计方案去检验假设。他们思维的完整结构基本形成，并趋于稳定。他们的分析与综合、抽象与概括、归纳与演绎、形式逻辑与辩证逻辑的能力较强。三、教学目标知识与技能：1.理解动能的定义、表达式和单位。2.会进行动能定理的推导。3.理解动能定理的表述，会用动能定理解决力学问题，知道用动能定理解题的步骤。过程与方法：1. 使学生掌握用推理方法得出动能表达式的方法。2. 通过确定与做功有密切联系的物理量的过程，发展学生的知识迁移能力。3.学会运用数学方法解决物理问题。情感、态度与价值观：通过对动能和动能定理的演绎推理，使学生从中领略到物理学中所蕴含的严谨的逻辑关系，激发学生对科学的好奇心与求知欲。四、教学重点、难点 重点：动能的定义式，动能定理及应用。 难点：动能定理的理解及应用。五、教法与学法 我采取了启发、类比、讨论、探究相结合的复式教学法和比较直观的多媒体教学与传统教学相结合的教学方法，以及针对突破难点所采取的实践教学方法。 教师利用学生的知识，通过演绎推论从理论上来论证动能和动能定理的表达形式，并组织学生进行辨析、提高认识。六、教学媒体 计算机、投影仪七、教学程序设计 1.回顾知识引出新内容，使学生对其产生兴趣。 师：前几节课我们学习了功、重力势能、弹性势能。而且我们知道了力对物体做功的时候总是对应于某种能量的变化。那么重力做功的时候对应于何种能量的变化呢？ 生：重力势能的变化。 师：弹簧弹力做功的时候对应于何种能量的变化呢？ 生：弹簧的弹性势能的变化。【通过提问题的方式能够引导学生回想前面的知识，并且对功和能之间的关系进行潜意识的思考。这对下面的推导演绎动能和动能定理有很大的帮助。】 师：对，重力做功对应于重力势能的变化，弹簧的弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化。重力势能和弹性势能是我们前面所学的两种能量的存在形式。今天我们就来学习一个物体由于运动而具有的能动能。【由于初中已经对动能有了感性的认识，而感性的认识是形成物理概念的基础。将学过的东西再次学习是从感性认识升华到理性认识的过程。】 师：我们在研究重力势能的时候是从什么地方开始入手分析的呢？ 生：是从重力做功开始研究的。 师：从重力势能的研究中，我们得到了什么启发来研究动能呢？ 生：也从力做功研究动能。 师：行得通吗？能不能，只有我们大胆尝试后才能知道。下面我们就从力做功来开始研究动能。2.构建知识平台，铺设探究之路。 师：首先我们设计如下的物理模型：一质量为m的物体在水平面上受到方向与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一段位移。速度也由原来的变为 求力F对物体做功的表达式。 【建立适当的物理模型是得出正确结论的保证。】 生： 师：我们根据牛顿第二定律可知F=ma 。那么位移又等于什么呢？我们一起来分析一下。大家看F是恒力，有时在水平面上作直线运动。那么这是一个什么样的运动？ 生：匀变速直线运动 师：对，是我们熟悉的匀变速直线运动。那么我们就可以根据来求出等于什么？ 生： 师：好，我们知道了F和，那么代入即可的到F对物体做的功的表达式： 【引导学生利用运动学公式得出，使学生掌握用演绎推理的方法得出动能表达式的物理学研究方法。将新知识的学习与旧知识联系起来，在进一步完善学生知识结构的同时，发展学生的知识迁移能力。】3.分析论证 师：观察这个式子中有两个这种形式的量。再看这个量在过程结束与开始时的差正好是力F对物体做的功。在此过程中物体除了动能是否还有另一种能量的变化啊？ 生：没有出现别的能量的变化。 师：那么是不是我们要探究的动能呢？似乎是，但不敢肯定。那么大家回想一下上节课我们得出的一个结论：当物体的初速度为零时合外力对物体做的功与物体的末速度的平方成正比。由此我们能否肯定就是动能的表达式啊？生：能肯定。【分析和论证是这节教学需要突出的探究要素。和学生一起讨论分析得出结论。在这一过程中，培养学生的分析论证能力。】师：只知道了动能的表达是不能够完整的认识它的。我们还得知道它的“脾气”和“秉性”即它的标矢性和单位。下面大家讨论一下动能是标量还是矢量。从什么地方可以说明这一点。讨论后选代表回答。在学生讨论的时候提醒学生矢量的平方是标量。生：动能是标量。我们从它的定义式中可以看出质量是标量，速度的平方也是标量。那么动能也就没有方向性。师：对，因为决定它的因素没有方向性则它也就没有方向性。【相互交流讨论是很重要、很有效的学习方法。在此过程中让同学感觉到团结合作的力量。】师；知道了表达式请同学们根据单位制来写出动能的单位。生：。师：变形一下请大家看好 ，是什么呢？生：是力的单位，等价于N师：等价于牛的话就能写成Nm 也就是功的单位焦耳，即J。哦，原来动能和功的单位是相同的。【引导学生用单位制来推导出动能的单位更有助于学生对动能的理解。通过单位的推导过程最后得出动能和功的单位相同，能使学生产生功、能之间可以转化的这种想法，为下面的学习做了铺垫。】4. 深入研究，引入到下一个重点 师：刚才我们研究的是中的部分，下面我们来整体研究一下中隐藏的秘密。根据刚才的学习我们知道了是过程的末动能，是过程的初动能。就是动能的变化量。那么是什么呢？生：是合力在过程中所做的功。师：也就是说一个力在过程中对物体做所的功等于过程中物体动能的变化量。这就是我们今天得出的第二个结论。即“伟大”的动能定理。 对这个结论我们要求先记住再理解。记忆物理定理是很枯燥的事情，在我自己记忆的时候我会尽量将它想成美好的诗词来记忆。比如动能定理我会这样记：啊！合力啊！原来你做的功与动能的变化相同。【课程进行到这个地方时可能有一部分学生有些疲劳了，思想会在这里抛锚。一句幽默的话能够将学生的注意力吸引到课堂来，也使课堂气氛变的轻松起来。】 5.分析例题，帮助理解师：记住了这个定理有什么用呢？下面我们就来看一个例题，看看它到底有什么用。投影仪出例题并分析解决。【引导学生分析例题能使学生慢慢形成解决问题的思路。】师：通过例题我们可以看出运用动能定理时，只关注的是过程中动能的始末状态，并没有考虑过程中的细节。那么大家考虑一下如果过程中间某一时刻我突然改变了力的大小，我们该怎么样运用动能定理呢？回忆我们在分析关于“蹦极受力”时，用到了一种将过程分段的方法，对你有什么启发吗？生：将力做功分成两段再分析做功情况。师：分段处理后也能运用动能定理。那么就说明动能定理也适用于变力做功。【回忆旧的知识作类比也是一种解决问题的途径，让学生学会利用一种方法解决不同领域的问题。】师：我们在平时也会常常遇到曲线运动的问题。那么动能定理是否在曲线运动中也适用呢？