动能和动能定理教学设计

1、第7节动能和动能定理教学目标1. 知识与技能（1）知道动能的符号、单位和表达式，会用其定义式进行计算。（2）能用牛顿第二定律和运动学公式推导出动能定理，会根据动能定理的表达式计算运动物 体的动能，深刻理解动能定理的意义。（3）知道动能定理的适用范围（即惯性系和同一参考系）。2. 过程与方法（1）明晰运动归纳推导方法获得动能定理表达式的由特殊到一般的推广和拓展。（2）对比分析动力学和动能定理解题，从而领悟运用动能定理解题的优越性，理解做功过 程的本质。（3 ）知道并能运用动能定理计算变力做功与曲线运动的情景。3. 情感态度、价值观通过动能定理的归纳分析推导，培养学生对科学知识初步探究的严谨态度、

2、扎实功底和求实精神。重点：对动能中“v”的深刻理解（即研究对象相对同一惯性系的速度大小）。*难点：熟练应用动能定理解决动力学问题。教学过程 设疑导入翩翩起舞的蝴蝶、飞翔的鸟儿、升空的火箭、盘旋的直升机、行进中的坦克、水中游动 的鸭鹅、流动的空气等等都具有能量，威力巨大的龙卷风、飓风可拔起大树，掀翻车辆；强 劲台风登陆可导致灾害性暴雨洪水；流动的水具有能量， 可推动水磨，冲击水轮机发电；高速飞行的一颗子弹具有能量，可射穿一个固定的大苹果 可见，运动的物体能够做功，因而具有能量。这种因运动而具有的能量大小与哪些因素有关， 我们又如何改变或利用这种能量呢？带着此问题，我们就一起来探究动能和动能定理这

3、一节内容。一、本节课目标1. 用动能式计算物体运动至不同状态时的动能。2掌握运用动能定理解决实际问题。3. 明确动能定理的适用范围。4. 熟悉动能定理解题的规范程序。5. 对比功和动能间的联系与区别，着重体会状态量与过程量的内涵。二、分组质疑、研讨交流前置性作业1. 一质量为m的物体以初速度 w =0自由落下，当下落距离为h时，速度为V2;2. 初速度为V1，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒定外力F作用下，发生段位移I，速度增至v2 ；3初速度为vi，质量为m的小车，在粗糙水平面上受到滑动摩擦力f的作用，发生段位移I，速度减小到v2 ；4. 一初速度为Vi，质量为m的小车，在与运动方向相同

4、的恒定外力F作用下，沿某一粗糙水平面运动了一段位移I，速度变为v2，此过程中小车受到的摩擦力为f。*说明：应用牛顿运动定律推导，并寻找以上四中物理情景的功和动能之间的关系。（学生进行分组推导， 教师巡视并对学生在推导过程中出现的问题及时予以指导。）随机抽取四个小组的各两名同学分别板演公式，并口头用语言文字较准确地表述本组的结论。（教师应适时予以鼓励）情景1结论：1 2 mghmv2 ；情景2结论：1 2 1 2 Flmv2mw ；2 2情景3结论：2 1 2-flmv2m ;2 2情景4结论：F - f I = - mv； - - mv2 2 2（学生举手，教师让他们推荐代表回答涉及的共同物理

5、量。）1学生代表：在物理学中，就用“ 一mv2 ”这个物理量来表示物体的动能。21 2（1）公式：Ek mv ；（2）国际单位：焦耳（简称“焦”）,符号为“ J ”；（3）动能特点： Ek为标量，无负值，与运动物体速度方向无关。 运动物体的Ek具有相对性，“v”指相对同一惯性系的速度大小。一般，若无特殊 说明，Ek都是相对地面的动能。 动能是状态量（即具有瞬时性）。（预先布置作业与思考：应用牛顿第二定律，结合匀变速直线运动规律，探寻外力做 功与动能间的定量式。）（教师学堂巡视有效指导， 鼓励学生小组推举代表板演， 并以物理术语口头准确陈述。）教师温馨提示：构建物理情景:推导依据：由W总二Fl，

6、F =ma, v； -v2al三式整理化简后，可得1 1W = gmv； - mv1 或W总二 Ek末-Ek初二 Ek （4）内容：合力在一个过程中对物体所做的总功，等于物体在此过程中动能的变化， 这个结论叫做 动能定理。*注：（师生反思）其实，尽管我们推导W总与二Ek间定量关系时，采用研究物体只在单个水平恒力F作用下的光滑水平面上移动位移I过程中的情景（不计空气阻力的影响），即做匀加速直线运动。实践证明，研究对象在多个外力作用下的任意运动都成立！（学生分组讨论下列问题） 厶Ek 0，说明什么？ 厶Ek ：Ek 0，说明合力对物体做正功，动能增加；ii Ek - 0，说明合力对物体做负功，动能

7、减少。式中W总为合力做的总功，它等于作用在物体上的各个外力所做功的代数和。习题一物体从高出地面 H处自由落下（不计空气阻力），落至地面并陷入沙坑 h深度 处，试求物体在沙坑中所受到的 平均阻力 与重力的比值。（教师为学生留有充分思考时间，深入学生间巡视，有效答疑解惑。）（学生分组积分，讨论，充分调动学习的激情。）（学生展示可能的解法）方案一：运用牛顿第二定律，结合匀变速直线运动规律求解；方案二：分段应用动能定理求解；方案三：全程应用动能定理求解。（教师：对学生板演的解题过程，由小组学生作出题后反思和小结。）（教师择机表扬，鼓励学生大胆勇敢动手演练。）（教师适当针对性补充说明，并做精要点评。）（

8、教师针对其中一女学生板演的作答，师生共同修正完善如下：）解：全程对小钢球应用动能定理，有W总二 WgWf阻=mg H h - F阻 h，又知 =0，据W总二厶Ek，整理化简后可得hmg注：运动情景如图所示。（师生共同反思和总结）应用动能定理解题的步骤：（1） 确定研究对象（通常是单个物体） 。（2）明晰其运动过程，既可以是运动的某段过程,也可以是运动的整个过程。（3）准确分析其受力，知晓各力做功的正负和零。（4） 找准对应过程的始、末动能（或始、末速度大小）。（5）严格依据动能定理列式，推导，求解。（6）对结果作出评估和必要讨论。（教师引导学生体悟：动能定理不涉及加速度a和时间t，通过学生的亲

9、自演练，让学子加深理解并体会其求解问题的优越性!！（新课标教科书P73的两道例题，学生分组研讨，交流。）针对训练1. 一质量为2kg的物体，以4 m. s的速度沿光滑水平面向左滑行。 从某时刻起，对其施 加一水平向右的力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小仍为4ms。试求此段时间内水平力所做的功。课堂小结本节我们学习了 “动能和动能定理”，重点是“动能定理”，难点是合力做总功等于物体动能的变化，这一点须深刻理解并灵活准确运用。“动能定理”是“功能关系”的特例，它是初步运用能量观点处理力学问题的一条重要 规律。因其不涉及运动过程的细枝末节，故应用它处理动力学问题往往便捷。作业强化巩固1. 某人从距地面10m高的平台上抛出一质量为0.1kg的小钢球，落地瞬时速度大小为15m s，不计空气阻力，试求人对小钢球所做的功。（取g = 10m s2）2. 子弹以某一速度击中静止在光滑水平面上的木块，当子弹进入木块中的深度为x时,x木块相对水平面移动的距离为，试求木块获得的动能 .-Ek