动能和动能定理教学设计.doc

7.7 动能和动能定理教学设计授课人：丁鹏飞 授课时间：2014年5月12日 授课班级：高一（11）班一、设计思路： 课程标准要求“探究恒力做功与物体动能变化的关系理解动能和动能定理，用动能定理解释生活和生产中的现象”。 在前几节的学习中，学生已经建立了一种认识，那就是某个力对物体做功一定对应着某种能量形式的变化。因为有前几节的基础，本节可以放手让学生自己去推理和定义动能的表达式。动能定理是力学中一条重要规律，它反映了外力对物体所做的总功跟物体动能改变的关系，动能定理贯穿在本章以后的内容中，是本章的教学重点。学习掌握它，对解决力学问题，尤其是变力做功，时间未知情况下的问题有很大的方便。 本课教学设计的过程为：学生通过回忆初中所学的内容及观看视频和图片引起对物体动能变化原因的思考通过具体实例，深化对动能和动能定理的理解，并掌握动能定理解题的一般步骤通过问题引导，使学生对动能定理的物理含义有更深层次的理解通过实验进行恒力、直线向变力，曲线过程的拓展和求证设计物理情景，通过引导让学生自主进行理论探讨和论证，找出动能的表达式 由于本节内容较多又很重要，还需安排一节习题课，以达到良好的效果。二、教学目标： 1知识和技能： 理解动能的概念，会用动能的表达式进行计算；能运用运动学公式和牛顿第二定律理论推导动能定理的表达式；理解动能定理的物理意义； (4)会用动能定理解决力学问题，掌握用动能定理解题的一般步骤。 2过程和方法： 运用演绎推理的方法推导动能定理的表达式，体会理论探究的方法；体验实验与理论探究相结合的探究过程；在理解领悟动能定理的过程中体会类比法、微元法的应用。 3情感、态度和价值观：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等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系；通过对动能定理的深入了解，感悟运用动能定理处理问题的优越性。三、教学重点、难点：1重点：动能概念的理解；动能定理及其应用。2难点：动能定理的表达式的推导，及对动能定理的理解。四、教学资源： 光电门，摆线锤DIS实验装置，多媒体课件及视频五、教学方法：演绎推理、实验演示六、课时安排：1课时七、教学设计来&源:中教#*网教学环节教学内容师生互动设计意图引入观看视频：子弹击中物体的绝美瞬间展示三幅图片：高速列车的启动载人飞船的回收飞牌达人纸牌切入木板师：这段视频展现了力量与速度的关系是如此简单而强烈，那么图片中的这些物体动能变化的原因是什么？生：分析、讨论得出外力做功是物体动能变化的原因。师：外力做功和动能变化之间的定量关系是什么？动能如何定量表述？ 通过视频及图片创设情景，激发学生对动能及动能变化原因的探究兴趣理论探究（外力做功与动能关系）投影创设情景：情景1：设某物体的质量为m，在光滑水平面上，受到与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2，试推导出力F对物体做功与动能的关系 情景2：若地面粗糙，物体所受摩擦力恒为f，这个过程中外力做的功与动能的关系又会如何？观察两种情景的推导，发现有相同的关系Wmvmv学生对比这两个表达式WGmgh1mgh2Wmvmv创设问题： 师：设问引导1外力对物体做的功是多大？ 2物体的加速度是多大？ 3物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？ 4结合上述三式能推导出什么关系式？ 生：两位学生板演，其他学生自主推导：情景1：WFlFFm(vv)mvmv情景2：师：初态和末态有着相同的表述形式mv2，说明mv2应该是一个具有特定意义的物理量！对比重力做功与重力势能的关系并回想初中对动能的定性认识，发现与该量的表述形式完全吻合。师：上述结论的推导是在恒力做功、直线运动过程中得出的，若做功过程对应一个曲线运动的路径，该结论还成立吗？若成立，则需如何验证？学生自己推导动能定理表达式，并与已有的知识进行顺应与构建，从而得出动能的表达式拓展理论推导（从恒力、直线运动过程拓展到变力、曲线运动过程）实验求证1.实验装置：2.实验原理：3.设计表格，记录数据4.分析数据，得出结论展示三种情景：师：上述的问题可用这样一套实验求证，根据实验原理分析需测那些物理量？生：高度测量利用刻度盘速度测量利用光电计时器师：演示实验，通过计算机处理实验数据生：分析数据，讨论得出结论-曲线运动中，上述结论仍然成立。（相对误差允许的范围之内）师：对上述三种不同的情景，我们通过理论探究与实验求证得到相同的规律，此结论即为力学中的一重要规律-动能定理理论探究与实验求证相结合，使学生对动能定理获得更深层次的理解让学生体会纷繁复杂的物理现象背后隐藏着简单的规律新知构建（动能概念）动能(Ek)表达式：Ekmv2单位：焦耳(J)标量：没有方向相对性：由于速度具有相对性，所以动能也具有相对性思考：质量一定的物体1速度变化，动能是否一定变化？2动能变化，速度是否一定变化？师：动能也具有相对性，速度又有正负，但动能却不可能为负值生：(学生通过讨论得出)速度是矢量，如果速度的方向发生变化，而大小不变，则动能不变反之动能是标量，如果变化则一定是大小发生变化，如果速度的大小发生变化，则速度一定是变了强调动能的标量性和速度的矢量性间的区别和联系新知构建（动能定理）动能定理内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化表达式：Wmvmv进一步理解：（1）因果关系: 前因后果（2）数量关系: 功能互求(3) 同一性: l与v相对同一参考系-通常选地面师： Wmvmv这一外力做功与动能变化的关系就是我们今天学习的最重要的内容动能定理生：完成填空W0， Ek2_ Ek1 Ek 0 W0， Ek2_ Ek1 Ek 0 进一步理解功能关系拓展应用【例1】如图为高速摄影机 拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。子弹击中苹果前的瞬间速度 约为900m/s，穿出苹果瞬间的速度约为为800m/s，子弹的质量约为20g ，在苹果中穿行的路径约为10cm。试估算子弹穿过苹果的过程中对苹果的平均冲力？