教科版必修二 4.4动能动能定理 教案2.doc

第4节 动能 动能定理教学准备：多媒体电脑及大屏幕投影、打点计时器、小车、测力计、纸带、砝码教学过程：一、引入新课：创设物理情境，引发学生思考 2对“动能的变化”原因的初步探究 教师启发 ：前边我们学过，力对物体做功会对应某种形式的能的变化，例如重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹性势能的变化，那么什么原因使物体的动能发生变化呢？ （1）多媒体演示实验 实验1：小球在空中下落的过程，重力做正功，动能增大 实验2：沿粗糙平面滑动的小车由运动到静止，由于摩擦阻力做负功，小车的动能减小 （2）学生观察实验现象（要求学生观察物体在运动过程中的受力情况、各力做功情况，及物体动能的变化情况，对于现象进行讨论，由学生代表说出） （3）引导学生得出：外力做功（牵引力、阻力或其他力等）是 物体的动能改变的原因二、探究过程：合外力做功和物体动能的变化 1理论探究外力做功与 物体动能的变化之间的定量关系 教师提供以下几种物理情境，运用牛顿运动定律推导 外力做功与 物体动能的变化之间的定量关系 用多媒体展示 情境1：质量为 m 的物体，在光滑水平面上，在与运动方向相同的水平外力 f 的作用下，发生一段位移 l ，速度由 v1增加到 v2 情境2：质量为 m 的物体，在粗糙水平面上，在摩擦力ff的作用下，发生一段位移 l ，速度由 v1增加到 v2 情境3：质量为 m 的物体，在粗糙水平面上，在与运动方向相同的水平外力 f 和摩擦力ff的 作用下，发生一段位移 l ，速度由 v1增加到 v2 学生分组推导，将结论填入下面的表格中，并用语言表述本小组的结论 教师在学生表述自己得出的结论（各组的结论）后，引导学生得出动能定理的具体内容，即合外力对物体所做的功等于物体动能的变化 ，可以表示为： 2实验探究（分组实验研究） 合外力做功和动能变化的关系 教师指导学生进行实验 （1） 实验目的：研究 合外力做功和物体动能变化之间的定量关系，得出关系式 （2）介绍实验器材： 电磁打点计时器，一端附有滑轮的光滑长木板，小车，纸带，细绳，砝码，弹簧测力计，小盘，刻度尺，导线，电源 （3）实验过程 ：把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路在实验小车上先固定一个弹簧测力计，测力计的一端连接轻绳，使细绳跨过定滑轮，挂一个小盘，盘内放上砝码，盘与砝码的总质量远小于小车的质量，测力计的示数为小车受到的拉力 f ，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后端 把小车停在靠近打点计时器处，接通打点计时器电源后，放开小车，小车在细绳拉力作用下拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，记录下纸带（即小车）移动的规律换上新纸带，重复实验几次，从几条纸带中挑选点迹清晰的纸带进行测量 在挑选的纸带上，记下第一个点的位置 o ，并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、2、3、4、并量出各点到位置 o 的距离，这些距离就是小车运动到点1、2、3、 4 时经过的距离 x1、 x2、 x3、 x4 小车的运动可认为是匀变速直线运动，因此可根据时间 t 内的平均速度等于该时间中点 t/2 时刻的瞬时速度，计算出小车在打下点2、3、4 时的瞬时速度 v2、 v3、 v4 进而计算出小车运动到2、3、4 过程中合外力对它做的功 w 以及所增加的动能 ，并填入表格，在图上再出图像从实验数据和图像可以得出什么结论？ 学生讨论：如果长木板表面比较粗糙，小车与木板之间的摩擦不可忽略，需要采取哪 些措施？ 通过上面的实验可以得到合外力所做的功 w 与物体动能的改变量 ek之间的关系是 wek这与通过理论推导得出的结论是一致的 3结论： 合外力所做的功等于物体动能的变化 ，这称为动能定理 表达式wek（1）学生讨论： 当合外力做正功时，物体动能如何变化？ 当合外力做负功时，物体动能如何变化？ 学生回答： 当合外力做正功时，物体动能增加 当合外力做负功时，物体动能减小 （2）教师提出问题： 当物体受变力作用，或物体做曲线运动时，如何计算物体动能的变化？ 教师引导学生分析，当物体受变力作用，或物体做曲线运动时，可把过程分解成许多小段，按照受恒力作用的直线运动求解通过理论分析和实验证明，同样能得到动能定理（三）动能定理的应用 应用一： 为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知某高速公路的最高限速 vmax120km/h ，假设前方车突然停止，后面车司机发现这一情况，从制动操作到汽车开始减速需要通过的位移为 17m ，制动时汽车受到的阻力为汽车受到的重力的 0.5 倍，该高速公路上汽车间的距离至少应为多大？（g 10m/s2） 分析：路面阻力对汽车做负功 w0.5mgx, 汽车的动能减小直至为零由动能定理 wek, 则可得汽车制动后的滑行距离为：所以汽车之间的距离至少是 x总128m 应用二：足球被运动员踢出时的瞬间速度达到了 216km/h ，足球的质量为 410 克，求运动员对足球所做的功是多少？ 分析：运动员对足球做的功转化为足球的动能， 由动能定理wek，则 w人0738j 教学流程图： 学习效果评价：（略） 根据教学实际来设计 教学反思： 一、教学设计中的特色 1注重以实际问题为基本出发点，引导学生思考，增强学生的兴趣 2注重以学生为主体，学生参与整个探究过程通过 科学探究过程，使学生体验科学研究方法，同时获得知识、掌握技能 二、教学设计后的思考 1突出了教师的主导作用和学生的主体地位 在本节课的教学过程中教师是“导演”，而学生是学习的“主角”， 他们主动地学习，积极地参与问题的分析、讨论，认真地动手进行实验，从被动地接受知识中解放出来，在自主的氛围中获得知识，从而提升自己的能力在这样的学习过程中，学生增强了自主学习的意识，不仅意识到自己是学习的主人，而且在实践中体会到利用所学知识亲身探究、分析、讨论最终“自己”得出科学理论的乐趣，从而也增强了学习的兴趣；自主学习过程提高了学生发现问题、思考问题、解决问题的能力，提高了学生自身的素质 2如何在有限的课堂时间内进行最具实效的合作探究 在我们的课堂教学中，要鼓励学生发表自己的见解、提出自己的问题，更要鼓励问题小组内和问题小组间对问题的交流、合作和探究，这是新课标和新课程所反映的一个基本理念但是，相对而言，探究有时是一个较长的过程，在有限的课堂时间内，学生实际的合作探究过程有时显得较长本教学设计由于受到授课时间的限制，在有限的课堂时间内进行最具实效的合作探究，教师应起