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2020-2021学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 7 动能和动能定理（3）教案 新人教版必修2

2020-2021学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 7 动能和动能定理（3）教案 新人教版必修2

年级：
姓名：

- 8 -

动能、动能定理
课题
动能  动能定理
教材内容的地位
动能定理是学习功能关系的基础，是进一步理解机械能守恒定律的前提，因此是本章乃至整个高中教学的重点。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。于是学好动能定理对每个学生都极为重要。
教学设计思路
在前面的学习中，学生已经建立了某种认识，那就是一个力对物体做功一定对应着某种能量形式的变化。基于此，本节可以放手让学生自己去推理和定义动能的表达式。
动能定理反映了外力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，学习掌握它，对解决力学问题，尤其是功能关系中的变力做功有很大的方便。
教学过程设计

⑴设计演示实验，引导让学生自主进行探讨和论证，找出决定动能的表达式；
⑵通过例题剖析，深化对动能定理的理解和应用，并掌握动能定理解题的一般步骤；
⑶通过课堂练习，使学生对动能定理的物理含义有更深层次的理解；
(4)通过课后练习，巩固并加深学生对动能定理的应用层次，提高应用能力。
教学目标
知识与技能
⑴理解动能的定义，理解动能的增量；
⑵会运用运动学公式和牛顿运动定律推导动能定理的表达式；
⑶理解动能定理的物理内涵；
(4)会用动能定理解决力学问题，掌握用动能定理解题的一般步骤和方法。
过程与方法
⑴运用演绎推理的方法推导动能定理的表达式，体会理论探究的方法；
⑵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；
⑶在理解领悟动能定理的过程中体会类比法以及过程分析的重要性。
情感态度与价值观
⑴通过对动能和动能定理的讲解及推理，使学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系；
⑵通过推导培养合作精神和积极参与的意识。
⑶通过应用动能定理解题，感悟运用动能定理处理问题的实效性和简洁性。
教学重点
⑴动能及动能增加概念的理解；
⑵动能定理及其应用。
教学难点
动能定理的表达式的推导以及动能定理的理解和运用。
教学资源
学情分析
⑴学生在初中对动能有感性认识，在高中需要做定量分析和计算。
⑵这就决定了高中生的认识规律是从感性到理性，从定性到定量。
前期教学状况与对策
通过前几节的学习，学生对物体做的功与其动能的具体关系还不清楚，本节重点解决合力功与动能增量的关系问题。
由于求解合力功涉及受力分析以及过程分析，而物理过程的分析一直是学生学习的难点，因此本节的教学过程在重点讲解功能关系的同时，还应关注物体的受力分析及过程分析。
教学方式
启发式、探究式、例证法、类比法。
教学手段
多媒体课件辅助教学
教学设计
环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
提问：
(1)能的概念
(2)功和能的关系
(3)动能和什么因素有关，动能和做功的关系。（猜想）
一个物体能够对外做功，它就具有能量。
功是能量转化的量度。做了多少功就有多少能量发生转化。
由于物体运动而具有的能。
师：外力做功和动能变化之间的定量关系是什么？动能如何定量表述？
 培养学生的想象力,设问启发思考

探究动能和什么因素有关

理论探究
（外力做功与动能关系）
多媒体演示：滑块A从斜面滑下与物块B碰撞。
结论：

从功能关系定性分析得到:

投影创设情景：
情景1：设某物体的质量为m，在光滑水平面上，受到与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2，试推导出力F对物体做功与动能的关系．

情景2：若地面粗糙，物体所受摩擦力恒为f，这个过程中外力做的功与动能的关系又会如何？

观察两种情景的推导，发现有相同的关系
W＝m－m

学生描述看到的现象：
让滑块A从不同的高度滑下：高度大时把物块推得远，对物块做功多。
让质量不同的滑块从同一高度滑下：质量大时把物块推得远，对物块做功多。
学生总结动能的相关因素：物体的质量和速度。
师：设问引导
(1)外力对物体做的功是多大？
(2)物体的加速度是多大？
(3)物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？
(4)结合上述三式能推导出什么关系式？
生：两位学生板演，其他学生自主推导：
情景1：W＝F＝F
＝F＝m()
＝m－m

师：上述结论的推导是在恒力做功、直线运动过程中得出的，若做功过程对应一个曲线运动的路径，该结论还成立吗？若成立，则需如何验证？
定性分析
培养学生分析试验现象的能力

学生自己推导动能定理表达式，并与已有的知识进行顺应与构建，从而得出动能的表达式

拓展思维：（从恒力、直线运动过程拓展到变力、曲线运动过程）
探究做功探究与拓展
展示两种情景：

 板书：动能、动能定理
由于牵引力对飞机做正功，导致飞机的动能增大。

学生分组推导：
情景
结论：

师：对上述三种不同的情景，我们通过理论探究与实验求证得到相同的规律，此结论即为力学中的一重要规律-----动能定理
理论探探究与拓展求证相结合，使学生对动能定理获得更深层次的理解
例题剖析

投影例题：
在水平放置的长直木板上，一木块以 6.0米/秒的初速度开始滑动。滑行4.0米后速度减为4.0米/秒，若木板的粗糙程度处处相同，此后木块还可以向前滑行多远？
师：你的研究过程和过程分析是什么？
生：两个减速过程以及受力分析和运动分析；
师：你将如何使用动能定理解决此题？
生：两种方法：分过程用动能定理以及全过程用动能定理。
师：设木板对木块摩擦力为f，木块质量为m，据题意使用动能定理有：
生：

联立可得：s2＝3.2m。
巩固本节基本知识、对比两种方法优缺点、学会动能定理的应用。
课堂巩固与能力提升
练习： 一质点在恒力F作用下由静止开始运动，速度达到v，然后换成一个方向相反大小为3F的恒力作用，经过一段时间后，质点回到出发点．求质点回到原出发点时的速度．
学生完成该练习题，教师展示结果，师生讨论总结。
 通过习题训练，巩固所学，提升能力。

作业布置
1、一架飞机，质量m=5.0×103kg,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为S=5.3×102m时,达到起飞速度v=60m/s.在此过程中飞机受到的平均阻力是重量的0.02倍,求飞机受到的牵引力?

2、半径R=1 m的四分之一圆弧轨道下端与一水平轨道连接，水平轨道离地面高度h=0.8 m，如图所示，有一质量m=1.0 kg的小滑块自圆轨道最高点A由静止开始滑下，经过水平轨道末端B，滑块最终落在地面上C点.经测量得x=1.6 m（g取10 m/s2）试求：
（1） 不计空气阻力，滑块落在地面上时速度vc多大？
（2） 滑块在AB轨道上滑行时克服摩擦力做功多少？

学生不仅能在恒力、直线运动中使用动能定理，也要能在曲线、变力过程中使用动能定理.

在曲线、变力过程中使用动能定理时，体会使用动能定理的便捷与技巧。
板书设计
动能定理的内容；
对动能定理的理解；
应用动能定理解题的一般步骤。
内容；合力对物体做的功等于物体动能的增量；

步骤：
（1）明确研究对象及所研究的物理过程。
（2）对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和。
（3）确定始、末态的动能。（未知量用符号表示），根据动能定理列出方程。
掌握动能定理的内容，理解各个物理量的含义；
规范学生的思维过程以及表达过程。