《动能和动能定理》教学设计

课题课题 动能和动能定理 1 课时 教学内容分析教学内容分析 1 1 课程标准对本节的要求 课程标准对本节的要求 理解动能的定义和应用动能定理解决问题 2 2 教材的地位和作用 教材的地位和作用 本节内容是在上一节探究功与速度变化的关系实验的基础上进 一步学习功与能量转化的定量关系 本节课是普通高中课程标准试验教科书 物理必 2 人民教育出版社出版 第 7 章 第 7 节 本节教材目的在于理解动能定理的精髓 是进一步理解功能关系的重要支撑 3 3 教材的编写思路 教材的编写思路 在上节实验的基础上 再以一个实例引入主题 进而推导动能的表达式与动能定理 然后通过实例进一步加深对动能定理的理解和应用 4 教材的特点 教材的特点 第一 要求学生熟悉对动能表达式的推导 第二 注重对动能定理的理解 第三 要求学生对研究对象与过程的选取 分析能力 第四 注重运动学知识应用和动能定理应用的区别 5 教材处理 教材处理 动能定理是高中物理考纲要求的主干知识 对后面机械能守恒定律和能量 守恒定律有重要的启示和铺垫作用 在上节实验的基础上 得出决定动能的相关因素 质 量与速度 再用熟悉的物理情景进行演示实验 测量重力加速度时做过的实验 探究功与 动能的定量关系 推理 演绎归纳 最后巩固动能定理 教学对象分析教学对象分析 1 1 学生的兴趣 学生的兴趣 高一学生经过必修 1 的物理学习 特别是对牛顿三大定律和万有引力定 律的学习 对物理规律解释自然现象表示了深深地叹服 有较强的求知欲和探索精神 2 2 学生的知识基础 学生的知识基础 上节课通过实验明确了做功与速度变化的关系 对功与能的关系有 初步的理解 如重力做功会改变物体的重力势能 弹力做功会改变物体的弹性势能等 3 3 学生的认识特点 学生的认识特点 高中生的认识规律是从感性认识到理性认识 从定性到定量 学 生自己推理 归纳教学内容 进行情景分析 创新能力有待训练加强 教学目标教学目标 1 1 知识与技能知识与技能 1 1 理解动能的概念 2 知道动能定理物理意义 知道动能定理的适用范围 3 理解动能定理及其推导过程 会用动能定理进行计算 解决问题 2 2 过程与方法过程与方法 1 通过参与整个探究过程 体验科学研究的方法和艰辛历程 2 探究和验证过程中掌握观察 总结 熟练使用数学知识处理物理问题 3 熟悉推理 总结归纳的方法 3 3 情感态度与价值观情感态度与价值观 渗透研究自然规律的科学方法 培养学生对待科学实验严谨认真的态度 通过动能表 达式和动能定理的推导演绎 理解应用 培养学生的科学探究的兴趣 好奇心与求知欲 以及敢于进取的精神 教学重点教学重点 1 动能的概念 2 动能定理及其应用 教学难点教学难点 对动能定理的理解和应用 教学策略设计教学策略设计 本节课在教学的指导思想上 以学生为主体 强调互动的师生关系 课程进行中渗透 科学探究的思想 贴近生活实际 使学生探究自然规律的同时获得学习物理的乐趣 激发 学生探究科学的热情 在教学方法和手段上 综合应用实验演示 讲授 讨论演绎推导等多种方法 注重教 学过程的科学探究的质量 重在理解 使学生在课程的学习中提高科学探究的能力 同时 辅以多媒体课件演示 使一些无法观察 表现的物理情景得以直观呈现 加深感性认识和 理性理解 在学法指导上 让学生多进行观察思考 利用数学知识演绎推导 分析概括 从而得出 结论 使学生在获取知识过程中 领会物理学的研究方法 培养严谨的科学研究的态度 教学用具教学用具 多媒体课件 铁架台 打点计时器 墨粉片 纸带 重物 毫米刻度尺 2 做功改变物 体速度的视频 利用熟悉物理情景实 验推导动能表达式 学生提出实验方案 表达式各量的意义 思考解题 学生小结 思考解题 教学流程图教学流程图 开始 例题 2 课件 导入新课 视频 演示实验 实验 例题 1 课件 动能大小的判定 分析易错点 教师补充 例题 3 课件 教师补充 3 学生小结 教学过程设计教学过程设计 教学活动教学活动教学教学 内容内容 教学教学 环节环节 活动活动 时间时间教师教师学生学生 设计设计 意图意图 播放 视频 导入新 课 0 播放视频 播放视频 提问 结合所学的物理知 识 你能得出哪些物理观 点 观察思考并回答 做功可以改变物 体的速度 也就 是改变物体的动 能 激发认知需 要激发学习 兴 趣 新课 教学 03 我们今天先推导动能的表 达式 再来探究做功和动 能变化的定量关系 引入课题 003 提问 提问 上节实验课我们推 出 做功和物体速度变化 的关系 则动能 2 vw 很可能包含 v2这个因子 可以设计一个实验来推导 吗 思考并回答 通 过实验测量功的 数值 再进行数 据处理来寻找两 者之间的关系 提出疑问 激发学习兴 趣 05 提问 提问 你们有哪些具体的 实验方案吗 请大家分组 讨论 小组内讨论 画 出实验草图 引导 提出实验方案 06 请同学甲上讲台来展示 小组的设计方案 并解释 设计原理 同学甲通过实物 投影展示草图并 讲解 利用重物 做自由落体运动 通过打点计时器 测量重物下落的 高度计算重力做 让学生参与 课堂教学 培养学生的 逻辑思维能 课堂小结 课件 结束 4 的功 其余同学 参与讨论 力和口头表 达能力 08 提问 提问 此方案可行吗 思考并回答 这 个方案我们用来 进行过测量重力 加速度 在这里 也可以用来测量 重力的功 采用熟悉的 物理情景 进行再挖掘 有利于理解 后面的推导 进行实验 09 进行演示实验 并投影所 打出的纸带 测量 标记 观察思考计算 12 回答 重力做功 与重物动能的增 量基本相等 动能表达式 2 2 1 mvEK 推导 13 讲解 讲解 很好 在误差允许 的范围里 它们相等 计 算证明 mglwG g vv lglvv 2 2 2 1 2 22 1 2 2 得 g vvmg wG 2 2 1 2 2 即 2 1 2 2 2 1 2 1 mvmvwG 所以就是我们寻找 2 2 1 mv 的动能表达式 请大家阅 读课本 讲解 阅读课本 笔记 动能表达式 2 2 1 mvEK 锻炼学生的 逻辑思维 数学推导能 力 加深对 功能关系的 理解 例题例题 1 1 15 投影 例题 投影 例题 1 1 双人花样 溜冰时 男选手质量 60Kg 速度是 5m s 女选 手质量是 40kg 速度是 8m s 问 谁具有的动能大 回答回答 1 1 当然是 男选手动能大 因为他质量大很 多 回答回答 2 2 由 计 2 2 1 mvEK 算得 男选手动 能为 750J 女选 手动能为 通过对比 找出平时学 生做题易犯 犯的错误 加深认识 从而使物理 规律更深入 人心 5 1280J 女选手的 动能大于男选手 的动能 18 点评 点评 我们做题时一定不 能想当然 这样很容易出 错 一定要按我们的物理 规律 公式为根据 分析 问题要做到全面考虑 思考引起注意 加深理解 动能定理 19 在得到动能的表达式后 可以 2 1 2 2 2 1 2 1 mvmvwG 写成或 12KK EEw 可以 2 1 2 2 2 1 2 1 mvmvW 看出 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 这就是动能定理 做笔记 20 提问 提问 如果物体受到几个 力的作用 动能定理中的 W 表示什么意义 思考回答 W 是 指合外力所做的 功 动能定理的适用 范围 21 提问 提问 动能定理是物体受 恒力且做直线运动的情况 下推出的 动能定理是否 可以应用于变力做功或曲 线运动的情况 该怎样理 解 思考并解答 动 能定理同样适用 动能定理表达式 中的 W 只有初动 能和末动能有关 与中间的运动过 程无关 提出疑问 激发学习兴 趣 6 例题例题 2 2 23 投影 例题 投影 例题 2 2 质量为 m 的小球从离沙池高 H 处由 静止落下 不计空气阻力 落在沙池上又深入沙池 后停止 如图所示 求 小球在沙池中运动时所受 平均阻力多大 请同学乙上黑板解答 思考计算 同学乙解答 黑 板书写 解 小球下落全 过程 由动能定 理 12KK EEw 有 Mg H h fh 0 解得在沙池中所 受平均阻力大小 mg h hH f 选题为了加 深对动能定 理各量的理 解 特别是 对运动过程 的选取与初 末状态的认 识 动能定理的特点 28 点评 点评 动能定理不涉及运 动过程中的加速度和时间 用它来处理问题要比牛顿 定律方便 用动能定理解 题 必须明确初 末动能 要分析受力及外力做的总 功 做笔记 例题例题 3 3巩固练 习 30 投影 例题 投影 例题 3 3 如图一个 质量为 M 的小球 用长为 L 的轻绳悬于 O 点 小球在 水平拉力 F 作用下 从平 衡位置 P 点很缓慢地移动 到 Q 点 此时悬线与竖直 方向夹角为 则拉力 F 所做的功是多少 分析讨论 思考 并解题 同时抽 查学生的讨论结 果 校对答案 0 cos1 mgLWF 1 commgLWF 巩固知识 总结规律总结规律 35 点评 点评 根据运动状态作受 力分析 判定各力做功情 况 特别是便利还是恒力 做功 及初 末速度是解 听讲 思考 记 忆 从直线过渡 到曲线 从 恒力过渡到 变力 通过 7 答这类题型的关键 请严 格遵从动能定理的运用步 骤 投影 确定研究 对象及所研究的物理过程 分析物体的受力情况 明确各个力是否做功 做 正功还是负功 进而明确 合外力的功 确定始 末状态的动能 未知量用符号表示 根据动能定理列方程解 题 分析结果 解题 体会 动能定理的 适用范围 解题步骤 动能和动能定理 物理意义 特点 解题步骤 适用 范围 小结 38 小结 投影讲解 小结 投影讲解 1 探究推导动能的表达式 2 2 1 mvEK 2 动能定理 物理 2 1 2 2 2 1 2 1 mvmvW 意义和应用动能定理解题 的步骤 3 动能定理的适用范围 即适用于恒力做功 也适 用于变力做功 既适用于 直线运动 也适用于曲线 做功 4 动能定理的特点是不必 追究全过程的运动性质和 状态变化的细节 对于求 解变力做功 曲线运动中 的功 以及复杂过程中的 功能转化 动能定理都提 供了方便 回顾相关内容总结回顾知 识 加深理 解 布置作业 40 布置作业 板书设计板书设计 8 学案设计学案设计 物体 而具有的能叫动能 物体的动能跟物体的 和 有关系 一 一 动能动能 1 定义式 文字表达 动能等于物体 与物体 的二次方的乘积的 2 单位 3 说明 动能是状态量 与物体的运动状态有关 在动能的表达式中 v 应为对应时刻的瞬时速度 动能是标量 动能与功一样 只有大小 没有方向 是标量 而且动能的数值始终大于零 不可能取 负值 二 动能定理二 动能定理 1 内容 9 2 表达式 公式中 W 表示 的功 如果物体受到几个力的共同作用 W 表示各个力做功的 EK2 表示物体的 动能 EK1 表示物体的 动能 3 说明 动能定理揭示了物体的动能变化与外力功的关系 当合力对物体做正功时 末动能大于初 动能 动能增加 当合力对物体做负功时 末动能小于初动能 动能减少 当合外力的功等于零时 初 末状态的动能相等 动能定理中的功应包括一切外力的功 而且在某一过程中 各力的功可以是同时的 也可以是不 同阶段的 动能定理既适合于恒力做功 也适合于变力做功 既适用于直线运动 也适用于曲线运动 在中学阶段 动能定理的研究对象是单个质点 它反映功这个过程量和动能这个状态量之间的关 系 动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系 给出了力对空间累积的结果 动能定理是标量式 式中的功和动能必须是相对于同一惯性参考系的 巩固练习巩固练习 1 如图 1 所示 一木块放在光滑水平面上 一子弹水平射入木块中 射入深度为 d 平均阻力为 f 设 木块离原点 s 远时开始匀速前进 下列判断正确的是 A 功 fs 量度子弹损失的动能 B f s d 量度子弹损失的动能 C fd 量度子弹损失的动能 D fd 量度子弹 木块系统总机械能的损失 2 一质量为 2 千克的滑块 以 4 米 秒的速度在光滑水平面上向左滑行 从某一时刻起 在滑块上作用 一向右的水平力 经过一段时间 滑块的速度变为 方向水平向右 在这段时间里水平力做的功 为 A 0 B C D 3 用 100N 的力将 0 5 千克静止的足球以 8m s 的初速度沿水平方向踢出 20 米 则人对球做功为 A 200J B 16J C 2000J D 无法确定 4 静止在光滑水平面上的物体 在水平力 F 的作用下产生位移 s 而获得速度 v 若水平面不光滑 物体 运动时受到摩擦力为 n 是大于 1 的常数 仍要使物体由静止出发通过位移 s 而获得速度 v 则 n F 10 水平力为 A B C D F n n1 F n n1 nFFn 1 5 质量为 0 5kg 的物体 自由下落 2s 重力做功为 2 s 末物体的动能为 g 取 10m s2 6 一颗子弹速度为 v 时 刚好打穿一块钢板 那么速度为 2v 时 可打穿 块同样的钢板 要打穿 n 块同样的钢板 子弹速度应为 7 如图所示 物体沿一曲面从A点无初速度滑下 滑至曲面最低点B时 下滑的高度为5m 若物体的质量为 1 到B点的速度为6m s 则在下滑过程中客服阻力所做的功是多少 教学反思教学反思 通过上节实验课的学习 学生们会得出以下共识 通过实验得出做功与物体速度的关系 W V2 从 而初步理解了做功可以改变物理的动能 高中生的认识规律是从感性认识到理性认识 从定性到定量 所以本节课设计了利用重物做自由落体运动的实验来让学生自己推理 归纳动能