动能定理教学设计

教学设计与反思教学设计与反思 课题 课题 动能和动能定理 科目 物理科目 物理 教学对象 教学对象 高一学生课时 课时 1 提供者 孙桂平提供者 孙桂平单位 王庆坨中学单位 王庆坨中学 一 教学内容分析一 教学内容分析 1 动能定理是必修 2 第七章 机械能守恒定律 第七节的内容 学生在前面已分别学习过了做功和 动能的概念 2 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依据 因此是本章的重中之重 在整 个经典物理学中 动能定理又与牛顿运动定律 动量定理并称为解决动力学问题的三大支柱 也是 每年高考必考内容 因此学好动能定理对每个学生都尤为重要 二 教学目标二 教学目标 1 知识与技能 知识与技能 1 理解动能的确切含义和表达式 2 理解动能定理及其推导过程 适用范围 简单应用 3 培养学生探究过程中获取知识 分析实验现象 处理数据的能力 2 过程与方法 过程与方法 设置问题启发学生的思考 让学生掌握解决问题的思维方法 探究和验证过程中掌握观察 总结 用数学处理物理问题的方法 经历科学规律探究的过程 认识探究的意义 尝试探究的方法 培养 探究的能力 3 情感态度与价值观 情感态度与价值观 1 通过动能定理的推导演绎 培养学生的科学探究的兴趣 2 通过探究验证培养合作精神和积极参与的意识 3 用简单仪器验证复杂的物理规律 培养学生不畏艰辛敢于进取的精神 4 领略自然的奇妙和谐 培养好奇心与求知欲使学生乐于探索 三 学习者特征分析三 学习者特征分析 学生在初中对动能有了感性认识 在高中要定量分析 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 通过前几节的学习 了解了功并能进行简单的计算初步了解了功能关系 对物体做的功与其动能的具体关系还不清楚 这就是本节重点解决的问题 四 教学策略选择与设计四 教学策略选择与设计 导入新课 探究动能的相关因素 定性 探究功与动能的关系 推理 演绎 验证功和 能的关系 巩固动能定理 启发式 探究式 习题教学法 类比法 五 教学重点及难点五 教学重点及难点 教学重点教学重点 动能定理的推导过程 正确理解动能定理 通过让学生亲自动手 进行实验探究和理论论证得出定理 使学生对定理有更深的理解 教学难点教学难点 动能定理的理解和应用 六 教学过程六 教学过程 教师活动教师活动学生活动学生活动设计意图设计意图 在前几节我们学过 当力对一个物体 做功的时候一定对应于某种能量形式 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簧 弹性势能的变化 本节来探究寻找动 能的表达式 在本章 1 追寻守恒 量 中 已经知道物体由于运动而具 有的能叫做动能 大家先猜想一下动 能与什么因素有关 提问 什么是物体的动能 提问 物体的动能大小和哪些因素有 关呢 你有什么方法可以证明 引导学生回忆初中所做得小球撞击木 块的实验 归纳 物体能够对外做功的本领越 大 物体的能量就越大 实验中滑块 的质量和速度越大 对外做功的本领 越大 说明动能和物体的质量和速度 有关 学生回答 物体由于运动而具有的 能量叫动能 学生回答 物体的质量和速度越大 它的动能就越大 复习引入点题在复习 所学内容的基础上深 入探究 激发学生的 学习兴趣 学生直接 参与探究过程 增加 感性认识 提问 那么 到底如何定量的来表示 动能呢 过渡 上一节课我们研究了做功和物 体速度变化的关系 两者之间有什么 关系 提问 那么比例系数为多少呢 如何 去确定呢 设计情景 如图所示 某物体的质量 为 m 在光滑的水平面上 受到与运动方向 相同的恒力 F 的作用发生一段位移 l 速度由 v1 增加到 v2 学生观察演示实验小球从斜面上滑 下 同一小球 高度越高 小球把木块 推得越远 同一高度 质量越大 小球把木块推得越远 学生回答 力对初速 度为零的物体所做 的功与物体速度的 二次方成正比 深化对前一节课所学 内容的理解 激发学 生的探究兴趣 求做功和速度变化的关系 物体受到的力与加速度什么关系 物体的初速度 末速度 位移之间 有什么关系 力 F 对物体所做的功多大 结合上述三式你能综合推导得到什 么样的式子 选择学生的答案 投影学生的解答过 程 归纳 总结 根据牛顿第二定律 F ma 根据运动学公式 asvv2 2 0 2 外力 F 做功 W Fs 由 得 2 0 2 2 1 2 1 mvmvw 思考 外力做功引起了什么量的变 化 归纳 外力 F 所做的功等于 这个物理量的变化 所以 2 2 1 mv 在物理学中就用 这个量表 2 2 1 mv 示物体的动能 学生讨论 找出做功和速度平方变 化的定量关系 学生讨论 求解 学生讨论找出 这个特 2 2 1 mv 定意义的物理量 让学生感受理论探究 的过程 在学生求解 的过程中要适度巡视 加以指导 应用学生的解答过程 肯定学生的探究过程 让学生体会探究的乐 趣和喜悦 在探究的基础上进一 步激发学生的科学思 维能力 提问 动能的大小由什么决定 它是 标量还是矢量 动能是标量 且总为正值 由物体 的速率和质量决定 与运动方向无关 提问 动能的单位 提问 二战时一位飞行员用手抓住了 一颗飞行的子弹 这说明了什么 提问 上式的物理意义是什么 如果物体受到几个力共同作功 上 式是否还成立呢 学生回答 动能的大小由物体的质 量和 速率决定 学生讨论 动能是标量 学生回答 动能的单位和功的单位 相同 学生讨论 子弹相对飞行员的速度 很小 相对动能也就很小 学生回答 做功等于物体动能的变 化 通过问题和实际事例 增加学生对知识的感 性认识和横联系 突 破教学难点 紧紧扣住探究过程 再 次提出问题 激发学 生的研究兴趣和学习 热情 发挥学生的主 讲解 上式具有普遍意义 是力学中 的一条重要规律 二 动能定理 1 表述 合外力对物体做的功 等于 物体动能的变化 2 公式 2 0 2 2 1 2 1 mvmvw 提问 刚才的推导是在物体受恒力作 用 并且做直线运动的情况下得出的 如果物体受到变力作用或物体做曲线 运动时 定理是否正确呢 1 合外力做正功 动能增加合外力 做负功 动能减少 2 动能定理中的功是合外力做的 总 功总功的求法 a 先求合力 再求合力功 b 先求每个力做的功 再求代数和 3 适用范围 既适用于恒力做功 也适用于变力做功 既适用于直线运 动 也适用于曲线运动 学生讨论 可以成立 此时的 W 应为合外力对物体做的总功 学生讨论 采用微元法 将物体的 运动分解成许多小段 在每一小段 上物体受到恒力且做匀速运动 可 以得到同样的结论 观能动性 通过学生的思考 和 以 前所学的思维方法有 机结合 突破难点 学习用理论指导实践 的方法 培养细致严 谨的科学态度 例 一架喷气式飞机 质量 5 103 kg 起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 S 5 3 102 时 达到起飞速度 v 60 s 在此过程中飞机受到的平 均阻力是飞机重量的 0 02 倍 0 02 求飞机受到的牵引力 确定研究对象 飞机 分析研究过程 飞机滑跑过程 分析受力 重力 支持力 牵引力和 阻力 练一练 做一做 想一想 抽查有代表性的解法在实物投 影仪上展示 解法一 以飞机为研究对象 它做匀加速直线运 动受到重力 支持力 牵引力和阻 力的作用 通过比较 激发学生 用 不同方法处理同一问 题的兴趣 通过比较 突出动能定理的优点 增强学生对知识的内 化 分析做功情况 牵引力和阻力做功 分析动能变化 初动能 末动能 根据动能定理列出方程 求解 思考 如果用牛顿运动定律和运动学 公式是否可以求解 教师讲解 上边两种解法分别是 解 法一是用牛顿第二定律和匀变速直线 运动的公式求解的 而解法二是用动 能定理求解的 那么同学们比较一下 这两种解法有什么区别呢 学生讨论比较后得到 解法一采用牛顿运动定律和匀变速直 线运动的公式求解 要假定牵引力是 恒力 而实际中牵引力不一定是恒力 解法二采用动能定理求解 因为动能 定理适用于变力 用它可以处理牵引 力是变力的情况 而且运用动能定理 解题不涉及物体运动过程中的加速度 和时间 所以用它来处理问题比较方 便 引导学生看课本例题 2 提问 通过两个例题 你是否可以归 纳出应用动能定理解题的步骤 总结步骤 布置作业 解法二 以飞机为研究对象 它受到重力 支持力 牵引力和阻 力作用 这四个力做的功 据动能定理得 代入数据得 F 1 8 104N 1 确定研究对象 2 分清运动过程 选定运动阶段 3 分清研究对象受力情况 研究 各力做功 确定合力做的功 4 分析选定阶段的初 末动能 确定动能增量 5 运用动能定理求解 问题与练习 第 1 2 3 4 5 题 学生根据所学的知识 当堂巩固 培养应用 规 律解决问题的能力 加 强对知识和规律的理 解 加深对课堂知识的巩 固和理解 七 教学评价设计七 教学评价设计 对于新课程的课堂的教学 应该是把更多的时间交给学生 让学生主动的思考和研究问题 这 样对于知识的有效学习有大的帮助 但是如何的引导学生学习是一个突出问题 在教学中问题的创 设上还是要多用心 多研究 在预习的基础上 学生基本上能运用已学的知识自己推导出动能定理 教学中我先强调了动能定理在高中物理中的重要地位 然后请同学推导 这样 激发了学生的兴趣 而且许多同学因为自己会推导动能定理而处于一种成功的愉悦之中 八 板书设计八 板书设计 动能和动能定理 一 动能 1 定义 2 动能的表达式 3 动能的单位和标矢性 4 例题 二 动能定理 1 内容 合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 2 公式 3 例题 分析 结论 动能定理的解题步骤 1 确定研究对象 2 分清运动过程 选定运动阶段 3 分清研究对象受力情况 研究各力做功 确定合力做的功 4 分析选定阶段的初 末动能 确定动能增量 5 运用动能定理求解 九 教学反思九 教学反思 本教学设计采用由激发兴趣 师生交流反馈 教师演示 学生参与 问题由浅入深 层层推进 学生先解决理论与方法