8.3动能和动能定理 教学设计-高中物理人教版（2019）必修第二册

《3动能和动能定理》教学设计【课程标准要求】“通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动能和动能定理。用动能定理解释生活和生产中的现象”，确定的本节课的教学目标。教材分析课题的地位和作用：《动能和动能定理》是人教版普通高中教科书物理必修2第八章《机械能守恒定律》第三节的内容。本节教材是通过与前面学过的重力势能和弹性势能的类比，进一步推理分析后定义物体的动能,并得到动能定理的表达式的。这种呈现形式旨在让学生有根据、合乎逻辑地进行学习，了解知识获得的过程，充分体现了新教材重视过程与方法，重视探究式学习的特点。通过本节的学习深化学生对功的概念和“功是能量转化的量度”的理解，拓展功的计算方法，为功能关系处理问题打开了思维通道，从而为机械能守恒定律的学习打下了基础。因此，本节内容具有承前启后的重要作用。学情分析学生在初中的基础上进一步明确了：物体的速度、质量越大，物体由于运动而具有的动能就越大。并认识到功是能量转化的量度，某个力对物体做功就一定对应着某种能量的变化,那么已有的认知经验就会激发学生进一步思索物体动能的表达式和引起物体动能变化的原因，从而为我们接下来的探究教学提供有效条件。教学目标物理观念1.知道动能的定义式和单位，会根据动能的表达式计算运动物体的动能；2.理解动能定理的物理意义，会用动能定理处理单个物体的相关问题。科学思维1.通过理论推导得到动能和动能定理的表达式；2.在理解领悟动能定理的应用。科学探究1.依据从生活走向物理的理念，从生活中发现问题，形成动能与质量以及速度有关的猜想，进一步从“功”与“能”单位相同。2.“探究功与速度的关系”中，得出动能与速度平方有关的定性结论；3.在动能定理建立过程中，从简单的恒力作用下的直线运动出发，利用已有的知识经过理论推导得出新的初步结论，并对其进行实验检验。培养学生从特殊到一般、从低级到高级的探究思路，进一步固化实验是检验理论正确性的科学思想，并在过程中体会实验验证方法。科学态度与责任1.通过自主学习和探究感受成功的喜悦,激发学生对科学研究的兴趣和求知欲；2.通过同伴合作交流学会正确评价他人和自己，增强人际交往的能力。教学重点理论探究动能和动能定理的表达式教学难点会用动能定理解决生产和生活中的实际问题教学设计思路本节课设计的主要目的是力求体现新课程理念:“注重科学探究,提倡教学方式多样化”，体现“教学活动的本质是学生特殊学习活动”的教学指导思想。通过推导外力对物体做功的表达式，从而得出动能，理论推导得出合外力做功和物体动能定理变化的表达式。最后例题的选择从单过程到多过程,从直线到曲线、从恒力到变力，目的是让学生感悟运用动能定理解题的特点以及解题的优越性和适用的广泛性。教学过程引入新课：通过播放穿甲弹击穿钢板的视频，高速度运动的穿甲弹能够击穿多块很的钢板，说明高速度运动的穿甲弹具有很大的能量，这种物体由于运动而具有的能量就叫做动能，动能与哪些因素有关呢？新课教学老师：初中学过动能的定义，大家还记得什么叫动能吗？学生：物体由于物体的运动而具有的能。老师：从动能的定义中知道动能一定与物体的运动有关，那么是用哪个物理量来描述物体运动快慢的呢？学生：速度。老师：说明物体的动能与速度有关，同一个物体的速度越大，动能也大，请同学们认真观察，演示实验，动能可能还与什么因素有关？演示实验，让同一物体从不同高度自由下落，掉落在白纸上，看白纸的击穿情况。学生：质量老师：现在发现物体的动能不仅与其速度有关还与质量有关，演示实验，让不同质量的物体从同一高度自由下落，掉落在白纸上，看白纸的击穿情况；大家十分善于观察，当物体速度相同时，质量大的物体具有的动能更大。现在我们的对物体具有的动能的描述还只是定性的描述，然而要对我们的生产生活真的起指导作用的，需要进行定量的表示。哪么动能的表达式又应该是什么样的呢？课堂合作探究1：质量为m的物体在光滑水平面上运动，在与运动方向相同的恒定力F作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2(如图)，这个过程中合力做功多少？（用v1、v2和m表示）物体做什么运动？请表示出物体运动过程中的加速度a?由运动学公式v22利用牛顿第二定律，找出F与l、v1、v2的关系?根据牛顿第二定律得F求出力F对物体所做得功？w=找出W与v1、v2的关系?w课堂合作探究2：粗糙水平面上，质量为m的物体，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。阻力恒为f,求这个过程中合外力做的功。（用v1、v2和m表示）1．牛顿第二定律：2．速度与位移关系式：合力对物体做的功是多少：课堂合作探究3：质量为m的物体，在变力作用下沿一段曲线运动，速度由v1增加到vN，试推导这个过程中合外力做的功与速度的关系。11→2：22→3：3→3→4：……N-1N-1→N： 请同学们思考：无论是在光滑的平面上做直线运动、还是粗糙的的平面上做直线运动，还是在变力作用下做曲线运动。发现合力做的功W（总功）和末状态与初状态的差值相等，在前面的分析过程中我们知道力对物体做了功，物体的动能会发生变化，现在通过以上分析，我们发现力做功的过程中恰好是这个量在变，而且还与物体的动能的特点符合得很好。基于以上事实：就这个整体来表示物体的动能，动能就用表示。2.表达式：3.国际单位：焦耳（J）1J=1kg·m2/s24.性质：标量，状态量，具有相对性，没有负数。当堂练习：教材85页思考与讨论 2016年8月16日我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为631kg，某时刻它的速度大小为7.6km/s，此时它的动能是多少?教材88页练习与应用1：A4倍B2倍C8倍D1倍课堂小结动能1、定义：2、表达式：3、单位：4、理解：板书设计3动能和动能定理： 1.定义：物体由于运动而具有的能量。动能 2.表达式：动能 3.国际单位：焦耳，符号：J， 4.理解:标量，状态量，具有相性，没有负数。当堂检测1．质量相等的甲、乙两个物体，甲的速度是乙的速度的2倍，用Ek1、Ek2分别表示甲、乙两物体的动能，则（D）A． B．Ek1＝2Ek2 C． D．Ek1＝4Ek22．关于动能下列说法正确的是（）A、物体的动能不变，运动状态就一定不变。B、物体运动状态改变，动能一定改变C、质量越大的物体，动能一定越大D、做圆周运动的物体，动能可能不变请阅读下述文字，完成下题。图为一种巨型娱乐器械。游客坐在环形座舱里，由升降机拉升一定的高度，然后座舱由静止开始加速下落，落到一定位置时开始制动，到达地面时刚好停下。在座舱加速下落的过程中，3．重力对游客（A）A．一直做正功 B．一直做负功 C．先做正功后做负功 D．一直不做功4．游客的动能（C）A．越来越小 B．先变小后变大 C．越来越大 D．先变大后变小5．游客的重力势能（A）A．越来越小 B．先变小后变大 C．越来越大 D．先变大后变小6．在小明沿滑梯加速下滑的过程中，他的（B）A．动能不变 B．动能增加 C．重力势能不变 D．重力势