动能和动能定理教学设计

第七节 动能和动能定理一、教学目标 1、知识和技能： （1）、知道动能的概念、符号单位、表达式和性质. （2）、会根据动能表达式计算运动物体的动能. （3）、写出动能定理的表达式，理解动能定理的物理意义. （4）、知道动能定理也可用于变力做功的情景. （5）、会用动能定理解决单个物体的有关问题. 2、过程和方法： 、体验实验与理论探索相结合的探究过程。、培养学生演绎推理的能力。、培养学生的创造能力和创造性思维。 3、情感、态度和价值观：、激发学生对物理问题进行理论探究的兴趣。、激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣，会选择用最优的方法处理问题。二、设计思路 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：通过具体实例，深化对动能和动能定理的理解，突出动能定理的优越性通过对前面探讨过程的深入思考，得出动能定理学生讨论，设计情景，进行理论探讨和论证，找出动能的表达式。学生通过回忆初中所学的内容和实验引起思考 由于本节内容较多又很重要，建议安排一节习题课，以达到良好的效果。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：对动能定理的理解。四、教学资源 多媒体，小钢珠5、 教学设计教师活动学生活动点 评一、引入新课复习动能概念、功与速度关系来引入二、新课教学提问：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？ 引导学生分组实验。 归纳：物体能够对外做功的本领越大，物体的能量就越大，实验中钢球的质量和速度越大，对外做功的本领越大，说明动能和物体的质量和速度有关。 （一）、探究动能的表达式： 1、公式： 提问：动能的大小由什么决定？它是标量还是矢量？ 2、说明：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？动能的单位：焦（J） 1J=1Nm=1kgm2/s2学生练习：随堂练习1：人和猎豹一起奔跑，质量100kg、以8m/s 的速度奔跑的猎豹和质量60kg、短时间内以10m/s的速度奔跑的人相比，试问谁具有的动能大？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？（二）、探究动能定理 学生分组协作，完成合作探究卡探究动能定理部分。设计情景1：如图所示，某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。求做功和速度变化的关系？ 选择学生的答案，投影学生的解答过程，归纳，总结。根据动能定义式拓展思考：考虑摩擦时W的意义设计情景2：若在情景1中水平面是粗糙的，且摩擦因数为，则外力做功与动能变化的关系又如何？二、动能定理1、表述：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程动能的变化。2、公式： 引导学生完成例题1。一架喷气式飞机，质量m =5103kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为L=5.3102m时，达到起飞的速度 v =60m/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍，求飞机受到的牵引力。探究运用动能定理的范围和步骤。 确定研究对象：滑块 分析研究过程：滑块加速过程 分析受力：重力、支持力、牵引力和滑动摩檫力 分析做功情况：牵引力和滑动摩檫力做功 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？ 引导比较两种解法。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？三、应用动能定理解题的步骤1、 确定研究对象2、 确定研究过程3、 分析物体的受力和各力的做功情况4、 确定初末状态的动能5、 应用动能定理列方程求解6、 检验学生完成课堂练习1、2013年4月20日8点02分四川雅安发生7.0级地震，一住高层上的市民降落伞逃生，假设该市民质量为60kg，刚刚拉开伞时的速度为40m/s，拉开伞后受到与速度相关的空气阻力影响，下落200m后，速度变为20m/s，求该过程中空气阻力做的功。课堂练习2： 如图所示，AB为1/4圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一质量为m的物体与两个轨道间的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止开始下落，恰好运动到C处停止，那么，物体在AB段克服摩擦力做的功为多少？四、作业： 问题与练习第3、4、题学生回答：物体由于运动而具有的能量叫动能。学生根据合作探究卡的探究动能的影响因素试验的要求和步骤分组实验，学生回答：物体的质量和速度越大，它的动能就越大学生回答：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。学生自主完成，加深对动能的理解。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。根据牛顿第二定律： 根据运动学公式： 外力F做功： 由得：学生推导讨论，W为合力做的功。学生回答提出的问题，自主完成例题2.学生练习用牛顿运动定律和运动学公式分别求解学生回答：动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，应用比较方便练一练，做一做，想一想开门见山，直接点题。 在初中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。 深化对前一节课所学内容的理解，激发学生的探究兴趣。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。通过问题的回答，了解解题的基本思路通过问题和实际事例，增加学生对知识的感性认识和横向联系，