高中《动能 动能定理》教学设计

1、高中动能 动能定理教学设计物理学与信息技术学院2007物理学（1）班 丁旺全【教材】人教版高中物理新课标教材必修2.【教材分析】 动能、动能定理是人民教育出版社人教版高中物理新课标教材必修2第七章机械能守恒定律中第7的内容动，主要知识点包括：动能定义和动能定理。由于本节课的内容中对动能的引入和动能定理的理解比较抽象，教学设计必须能够为学生应用以掌握的理论知识探究新知识的学习机会，结合现代教育技术，让学生学习理论推理结合实际的方法。本节课的内容为学生学习“机械能”和“机械能守恒定律”打下坚实的基础。【学生分析】学习者是高中一年级学生，在已掌握了公式匀变速直线运动的规律，在第三章牛顿定理中学会牛顿

2、动第二定理的应用，在第七章机械能第三节功和能中深刻理解“功是能量转化的量度”。从“功是能量转化的量度”这一概念出发，利用前述知识推导出新的理论知识，进而解决实际问题，学生对此会产生浓厚的兴趣。【教学目标】 一、知识与技能 1.使学生进一步理解功是能量转化的量度 2.理解动能的概念，利用动能定理进行计算，并能比较不同物体的动能 3.理解动能定理的表述的物理意义，必能进行相关的计算。4.深化性理解动能定理的物理意义，计算变力对物体作的功。 二、过程与方法 1.让学生自主推导动能定理的表达式。 2.学习运用动能定理分析解决问题的方法。 三、情感态度与价值观 1.通过动能定理的推导，感受成功的喜悦，培

3、养学生对科学研究的兴趣。 2.通过对动能定理的应用，培养学生对过程分析能力，以及建立“物理模 型” 和“物理情景”的能力 。【教学重点】 动能定理及其应用。 【教学难点】 1.对动能与功联系的理解。 2.对动能定理的理解和应用。 3.对物理过程的分析与初末状态的状态动能的理解。 【教学过程】 一、 具体的教学过程1. 导入课程（播放滑块在光滑斜面上的视屏）做功的过程就是能量变化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化，这是我么面对功和能关系的感性认识。那么能否对功和能关系给出具体的数学描述来定量的确定转化能量的值，从感性认识上升到理性认识呢？ 所以找到功和能转化关系遵守将是我们本节课重要的学习

4、任务。2. 新课教学（1）在上节课通过实验的方法探究出外力你对物体做的功和物体速度的平方成正比，即。（PP展示上节课的探究过程及结论）(2)动能概念的定义和动能定理的推导 （PP展示滑块在斜面上下滑过程的截图）设一个物体的质量为，初速度，在与运动方向相同的恒力的作用子下发生一段位移，速度增加到。在这一过程中，力作的功为 （1）匀加速运动的公式为 = （2） 在此将（3）式代入牛顿第二定理 中的 （3）化简整理（3）式的得到 而由（1）式知 ，由此可得 上式中是力对物体作的功，功是能量转化的量度，从而知道式力对物体做功时转化的能量，并且是物体初态的能量，是物体末态的能量，而且“”中与表征物体运动

5、快慢的物理量有关，我们就将称为力对物体做功时的某一时刻的“动能 ”，动能用来表示，即 物体的动能的等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半。动能是标量，由于， 单位是焦耳，简称焦（J）。例题质量为2kg的石块作自由落体运动，求石块在第1s末，第2s末的动能是多少？（播放石块自由下落动画）教师引导学生解答：先求出第1s末和第2s末的速度再求出动能值，明确变速率运动的物体动能是时刻变化的（3）动能定理 据前面推导出的结论知： 上述公式是物体只受一个恒力时得出的，当n个恒力对物体做功时，根据功的定义=，式中是各个力做功的代数和，即合力做的功。从而得出更一般的结论：合外力所做的功等于物体动能的变化量

6、， ，这个结论称为动能定理。（4）动能定理实验验证(播放实验过程) (I)实验仪器由教师设计，主要操作步骤：1）操作实验，测量和记录实验数据。2）数据处理表格（学生板书并填入数据处理结果）。3）处理实验数据，得出实验结论。(II)实验仪器图： 另见附件(III)数据表格： a.改变力的大小，即在力盘上加减砝质量。位移 b.位移S和F保持不变，即光电门的相对间距不变保持力盘且不改变物盘中的砝码质量。位移c.教师指导学生完成表格填写，得出由于 证明：在误差允许的范围内，动能定理成立。（5）实践应用（利用下思考题，判断学生的掌握情况。） 思考题（1）如图，质量m=5kg的木块静止在固定斜面的底端，在

7、平行于斜面的恒定拉力F作用下沿斜面向上运动，至斜面中点时撤去拉力F，木块恰好能运动至斜面顶端。已知木块与斜面间的动摩擦因数。那么拉力F大小为多少？若斜面长L=1。76m，则撤去拉力时木块速度多大？问试问本题用牛顿运动定律和运动学公式能解吗？若能，哪种方法更简单？在学生判断的基础上得出结论：牛顿定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它处理问题比应用牛顿第二定理有效方便。 思考题（2）做匀速圆周运动的物体，动能是否变化？为什么？在学生判断的基础上得出结论：做匀速圆周运动的物体的速度方向时刻改变，但速率不变，从而动能也不改变。（6）知识小结教师指导学生回顾本节课所学习的内容，并判断学生修恶习

8、任务的完成情况。如果发现存在问题。回到相应的环节重导。如果没有问题，可进行形成性练习。（7） 知识形成性练习 1、一质量为kg的物体被人用手由静止向上提升，这时物体的速度是2 /s，则下列说法正确的是A.手对物体做功12JB.合外力对物体做功12 JC.合外力对物体做功2 JD.物体克服重力做功10 J2、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，若水平面不光滑，物体运动时受到的摩擦力为F/（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，则水平力为A. B. C.nFD.(n+1)F3、物体在水平恒力作用下，在水平面上由静止开始运动，当位移为s时撤去F，

9、物体继续前进3 s后停止运动，若路面情况相同，则物体的摩擦力和最大动能是A. B. C. D. 4、动量大小相等的两个物体，其质量之比为2：3，则其动能之比为（ ）A2：3B3：4 C4：9D9：45、如图所示，一足够长的木块在光滑的水平面上以速度v匀速运动，现将质量为m的小木块竖直向下轻轻地放在木板的P处已知物块m与木板间的摩擦系数为 ，为保持木板的速度不变，从物块m放到木板上到它相对木板静止的过程中，对木板施一水平向右的作用力F，力F要对木板做功，做功的数值可能为（ ）A B C D2 6、一质量为m的小球系在一根长为L的细绳的一端，在细绳的作用下，沿着竖直平面做圆周运动，球在最高点，细绳的拉力为 ；球在最低点时，细绳的拉力为 ；则球在最高点和最低点的动能分别为7、一颗子弹速度为时，刚好打穿一块钢板，那么速度为2时，可打穿_块同样的钢板，要打穿块同样的钢板，子弹速度应为_。8、一质量m的小球，用长为L 的轻绳悬挂O点，小球在水平拉力的作用下，从平衡位置P