动能动能定理教学设计.doc

动能 动能定理本节教材分析动能定理研究的是质点的功能关系，是本章的重点.本节在讲述动能和动能定理时，没有把二者分开讲述，而是以功能关系为线索，同时引入了动能的定义式和动能定理，这样叙述，思路简明，能充分体现功能关系这一线索，同时考虑到初中已经学过动能的概念，这样叙述，学生容易接受.通过本节的学习，应使学生理解动能定理的推导过程.清楚动能定理的适用条件，通过对比分析使学生体会到应用动能定理解题较牛顿运动定律与运动学公式解题的不同点：即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它来处理问题有时比较方便.教学目标一、知识目标1.理解动能的概念.2.知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算.3.理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围.二、能力目标1.运用演绎推导方式推导动能定理的表达式.2.理论联系实际，培养学生分析问题的能力.三、德育目标通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣.教学重点1.动能的概念.2.动能定理及其应用.教学难点对动能定理的理解.教学方法推理归纳法、讲授法、电教法.教学用具投影片、CAI课件、导轨、物块(或小球两个).教学过程用投影片出示本节课的学习目标.1.理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算.2.理解动能定理及其推导过程.3.知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算.学习目标完成过程.一、引入新课1.问：什么是物体的动能?物体的动能与什么因素有关?2.学生答：物体由于运动而具有的能叫动能；物体的动能跟物体的质量和速度有关系.3.引入那么，物体的动能跟物体的质量速度有什么关系呢?本节课我们来研究这个问题.板书课题：动能、动能定理二、新课教学 (一)1.演示实验：(可利用媒体资料中的动画)介绍实验装置：让滑块A从光滑的导轨上滑下，与木块B相碰，推动木块做功.演示并观察现象a.让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多.b.让质量不同的滑块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多.从功能关系定性分析得到：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大.那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量关系呢?(二)1.用投影片出示下列思考题：一架飞机在牵引力的作用下(不计阻力)，在起飞跑道上加速运动，速度越来越大，问：飞机的动能如何变化?为什么?飞机的动能变化的原因是什么?牵引力对飞机所做的功与飞机动能的变化之间有什么关系?2.学生讨论并回答在起飞过程中，飞机的动能越来越大，因为飞机的速度在不断增大.由于牵引力对飞机做功，导致飞机的动能不断增大.据功能关系：牵引力做了多少功，飞机的动能就增大多少.3.渗透研究方法：由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系，我们可以根据做功的多少，来定量地确定动能.4.出示思考题二：如图所示，一个物体的质量为，初速度为，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移s，速度增大到2，则：力F对物体所做的功多大?(WFs)物体的加速度多大?a物体的初速、末速、位移之间有什么关系? 结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子?在学生推导的过程中挑选并在实物投影仪上评析：针对学生推理得到的表达式，教师分析概括：合力F所做的功等于这个物理量的变化；又据功能关系，F所做的功等于物体动能的变化，所以在物理学中就用这个量表示物体的动能.讲述动能的有关问题：a.物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半.b.公式Ec.动能是标量.动能的单位：焦(J)(三)动能定理1.我们用E来表示物体的动能，那么刚才得到的表达式可以改写为：WE2E12.学生叙述上式中各个字母所表示的物理量：合力对物体所做的功；物体的末动能；物体的初动能.3.请学生用语言把上式表达式叙述出来.合力对物体所做的功等于物体动能的变化.4.教师总结通过刚才的分析讨论：我们知道合力所做的功等于物体动能的变化，这个结论叫做动能定理.5.讨论当合力对物体做正功时，物体动能如何变化?当合力对物体做负功时，物体动能如何变化?学生答：当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加；当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减少.6.教师讲解动能定理的适用条件动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动.(四)动能定理的应用1.用多媒体出示下列例题，并用CAI课件模拟题中的物理情景：一架喷气式飞机，质量5×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s5.3×102时，达到起飞速度60/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(0.02)，求飞机受到的牵引力.注意：不要限制学生的解题思路2.学生解答上述问题3.抽查有代表性的解法在实物投影仪上展示：解法一：以飞机为研究对象，它做匀加速直线运动受到重力、支持力、牵引力和阻力作用.F合Fkmga又as 由和得：N=1.8×104 N解法二：以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，这四个力做的功分别为W，W支，W牵Fs，W阻s.据动能定理得：Fs-kmgs=代入数据，解得F1.9×104 4.教师讲：上边两种解法分别是：解法一是用牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解的，而解法二是用动能定理求解的，那么同学们比较一下，这两种解法有什么区别呢?5.学生讨论比较后得到：解法一采用牛顿运动定律和匀变速直线运动的公式求解，要假定牵引力是恒力，而实际中牵引力不一定是恒力.解法二采用动能定理求解.因为动能定理适用于变力，用它可以处理牵引力是变力的情况.而且运用动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因为用它来处理问题时比较方便.6.学生阅读课文例题的解答过程，概括用动能定理解题的方法和步骤.学生：确定研究对象分析物体的受力情况，明确各个力是否做功，做正功还是做负功，进而明确合外力的功.明确物体在始末状态的动能.根据动能定理列方程求解.三、巩固练习1.改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生改变，在下列情况下，汽车的动能各是原来的几倍.a.质量不变，速度增大到原来的2倍.b.速度不变，质量增大到原来的2倍.c.质量减半，速度增大到原来的4倍.速度减半，质量增大到原来的4倍.2.以大小相等的速度分别向竖直方向和水平方向抛出两个质量相等的物体，抛出时两个物体的动能是否相同?动量是否相同?3.质量10 ，以0.8 km/s飞行的子弹，质量60 kg，以10 /s的速度奔跑的运动员，二者相比，哪一个的动能大?哪一个的动量大?参考答案：1.a.动能是原来的4倍.b.动能是原来的2倍.c.动能是原来的8倍.动能等于原来的动能.2.动能相同，动量不相同.3.子弹的动能大，运动员的动量大四、小结1.物体由于运动而具有的能叫动能，动能可用E来表示，物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半()2.动能是标量，状态量.3.动能定理是根据牛顿第二定律Fa和运动学公式推导出来的.4.动能定理中所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力、也可以是任何其他的力，动能定理中的W是指所有作用在物体上的外力的合力的功.5.动能定理的表达式虽是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但对于外力是变力，物体做曲线运动的情况同样适用.五、作业六、板书设计1.物体由于运动而具有的能，叫动能2.公式3.动能是标量，是状态量4.单位：焦(J)1.合外力所做的功等于物体动能的变化2. 3.解题步骤：确定研究对象及运动过程受力分析，并确定各个力所做的功明确初、末状态的动能列方程求解，对结果进行必要的讨论说明 动能、动能定理教学设计  泗洪中学   刘怀东  【设计思想】  1设计思想：本节课的教学力求贯彻新课程体验，改变本节内容教师只用理论推导的教学模式，引导学生通过对生产和生活中的熟悉现象先形成感性认识，再进行科学的推导，学生就容易接受和理解。学生在获得知识的同时，加强了理论联系实际，引导探索自然的兴趣与热情。  2设计特色：本节课是一节纯理论的内容，为了提高学生的学习兴趣，充分重视情景、问题、体验、自主、交流，设计内容中既有生活现象的观察，又有分析、推理的的过程。还配备了不同类型的例题，教会学生用动能定理这一重要力学方法去解决实际问题。  【教材分析】  机械能在高考考试大纲的“知识内容表”中，共有8个条目，其中“动能、动能定理”，为II等级要求。动能定理是动力学的核心内容之一，用之解决动力学问题具有极大优越性，是常用的解题工具之一。因而在高中的教学中占有相当的地位。  【学情分析】  由于本单元对分析、综合和解决实际问题的能力要求很高，不少同学在此感到困惑，疑难较多，主要反映在研究对象的选择和物理过程的分析上，用能的观点来分析物理问题等。  【克服方法】  运用动能定理解题，关键深刻理解：什么物体，在什么过程，受什么外力，总功多大，初末状态动能如何。在教学的过程中让上面内容一一分析删繁就简、逐渐深入。  【教学流程】  【教学三维目标】  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，掌握动能的计算式  3结合教学，对学生进行探索研究和科学思维能力的训练  4理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题  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、    对动能定理的理解和应用。  2、    对物理过程的分析与初末状态的选取  【教学方法和手段】  1、教学方法：图片展示、分析法、讨论法、图示法  2、教学手段：计算机多媒体教学，PPT课件  【教学过程】  一、    观察现象、提出问题，导入课题  回顾、讨论、评价  功与速度变化的关系如何？提问学生  （让学生回忆上节的实验过程，然后对实验的结论进行总结，提出结论 .他们之间到底存在何种等量关系？这就是我们这节课所要解决的。）7-4 动能 动能定理教学设计教材分析：动能定理研究的是质点的功能关系，是力学中的最重要的规律之一，它的应用贯穿于以后的许多章节，而动能又是动能定理的重要内容和基础，所以本节内容是本章的重点.学情分析：初中时学生已学过了动能的初步知识，高中前面已经学过功和能的关系，这为本节教学奠定了一定的基础，在此基础上，运用演绎推导方式可推导出动能和动能定理的表达式.设计思路：首先展示一思考题，引起学生注意，激发学生学习的兴趣，增强学习的目的性，以此引入新课。(在后面练习中解答这一思考题，首尾呼应.)其次在讲述动能和动能定理时，以功能关系为线索，先后引入动能的公式和动能定理，这样处理，思路简明，能充分体现功能关系，同时考虑到初中已经学过动能的概念，这样叙述，学生容易接受.最后通过演绎推理，导出公式，引导学生理解动能和动能定理表达式及其推导过程，通过例题分析，清楚动能定理的适用条件，通过对比分析使学生体会到应用动能定理解题较牛顿运动定律与运动学知识解题简便，在运用中培养学生分析问题和解决问题的能力.教学目标一、知识目标1.理解动能的概念. 2.知道动能的公式，会用动能的公式进行分析和计算.3.理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围,会用动能定理进行计算.二、能力目标1.运用演绎推导方式推导动能和动能定理的表达式.2.理论联系实际，在运用中培养学生分析问题和解决问题的能力.三、德育目标1、通过动能和动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣.2、在理解和运用过程中养成具体情况具体分析，按科学规律办事的习惯。学法引导通过教师利用学生的知识，通过演绎推论从理论上来推导动能和动能定理的表达形式，并组织学生进行辨析、提高认识；通过对比分析，体会到应用动能定理解题的优点；通过实例分析，来确定动能定理的使用步骤。教学重点、难点及解决办法一、教学重点1、动能的概念.2.动能定理及其应用.二、教学难点对动能定理的理解和应用.三、解决办法在功能关系的基础上进行推理归纳、通过教师的讲解、通过多媒体演示，通过实例分析等方法来突出重点，突破难点.教学方法推理归纳法、讲授法、电教法.课时安排1课时教学用具CAI课件.师生互动活动设计1、教师通过演绎推理，导出公式，通过例题分析，引导学生对概念再认识。2、学生通过观察、听讲、分析演练、讨论总结来确定解决实际问题的一般规律。教学过程设计一、引入新课用多媒体展示思考题:运动员用200N的平均作用力将质量为0.5kg静止的足球，以20m/s的速度踢出,在地面上滚动了50m远，那么运动员对球所做的功是_。学生可能回答 ：W=Fs=200×50J=10000J解释错误原因：做功的两个因素是力和物体在力的方向上发生的位移，足球有地面上滚动50m的过程中运动员并没有力作用在足球上；运动员对球做功的过程是踢球的过程，但位移不是50m，所以这种方法是错误的。留下悬念：用以前所学知识不能解决这一问题，想知道正确的解答方法吗？请认真学习本节内容动能动能定理。二、新课教学<一>、动能1、什么是动能？它与哪些因素有关？观看视频：流动的河水能推动水轮做功，流动的河水具有能量演示实验：(用CAI课件中的动画)介绍实验装置：让小球从光滑的导轨上滑下，与木块相碰，推动木块做功.演示并观察现象a.让质量不同的小球从同一高度滑下，可以看到：质量大的小球把木块推得远，对木块做的功多.b.让质量相同的小球从不同的高度滑下，可以看到：高度大的小球把木块推得远，对木块做的功多.学生答：物体由于运动而具有的能量叫做动能；它与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大。引入：那么，物体的动能与物体的质量和速度之间有什么定量关系呢？我们先来研究这个问题2、动能的公式推导思路：要使静止的物体获得一定的速度，就需要一个使物体产生加速度的力，这个力做了多少功，就表示有多少其他形式的能转化为物体的动能。我们根据做功的多少可定量确定物体的动能。推导过程：设在光滑的水平面上有一质量为m的静止物体，在恒定的水平外力F作用下开始运动，经过一段位移s速度达到v，则物体获得了多少动能用Ek表示动能，则有：即：物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半。3 、动能是标量与速度方向无关，无负值；它的单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳。1kg·m2/s2=1N·m=1J4 、动能的变化末状态的动能减去初状态的动能初动能例：一物体以初速度v0=20m/s从地面竖直向上抛出,落回地面的速度vt=15m/s,物体的质量m=2kg,此过程初、末动能是多少？动能的变化是多少？末动能解：动能的变化即动能减少了175J<二>、动能定理1、动能定理的推导将刚才推导动能公式的例子改动一下：假设物体原来就具有速度v1，在外力F作用下，经过一段位移s，速度达到v2，则此过程中，外力做功与动能的变化存在什么关系呢？2、动能定理内容：合力所做的功等于物体动能的变化，这个结论叫做动能定理。讨论：当合力对物体做正功时，物体动能如何变化?当合力对物体做负功时，物体动能如何变化?学生答：当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加；当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减少。3、动能定理的表达式：.用W表示合力所做的功，用Ek1表示物体初状态的动能，用Ek2表示末状态动能，动能定理可表示为：4、动能定理的应用：例:某人将质量为1Kg的小球从10m高的平台上以5m/s的速率水平抛出，不计空气阻力，求此人对小球所做的功和落地时小球速度的大小?(g取10m/s2)解：抛的过程 人对小球所做的功抛出后到落地的过程方法一：根据动能定理有代入数据得： 三、学法指导：1、对W的理解：W为合力做功或者各力做功的代数和。2、动能定理的适用范围：(1).不仅适用于直线运动，而且适用于曲线运动；(2).不仅适用于恒力做功，而且适用于变力做功。3、动能定理的优点：(1).动能定理只跟初、末状态有关，不涉及运动过程的加速度和时间，所以处理问题比较简便；(2).它能解决牛顿运动定律和运动学知识无法解决的问题4、动能定理应用的一般步骤：(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，并确定合力所做的功；(3).明确始、末状态，确定始、末状态的动能；(4).根据动能定理列方程、求解。四、巩固练习1、运动员用200N的平均作用力将质量为0.5kg静止的足球，以20m/s的速度踢出,在地面上滚动了50m远，那么运动员对球所做的功是_。（此题为前面思考题，与前面相呼应）解：踢球的过程中，根据动能定理有 2、一质量为1kg的物体静止在粗糙的水平面上,现用水平外力F=20N拉其运动5m后,速度达到10m/s,求此过程中物体克服摩擦力所做的功? 解：根据动能定理有： 代入数据得：即物体克服摩擦力所做的功为50J 五、小结<一>、动能1、动能是物体运动的状态量，由物体的质量和速度共同决定；是标量，只有大小，没有方向，与速度方向无关；只有正值，没有负值；2、动能是与力做功相联系的物理量，知道动能的变化是末状态的动能减去初状态的动能<二>、动能定理1、动能定理是解决力学问题的重要方法，比应用牛顿运动定律和运动学综合解题要简便，运用动能定理时，关键是正确计算物体所受外力的合力做功和明确物体在运动过程中的初、末状态的动能值。2、求力做功可以用 三种方法来计算，但它们各有不同的特点和适用范围，知道如何求变力做功。六、作业(一).阅读书上例题(二).课本125 练习三 1-7题七、板书设计说明：这节课不可能对动能定理的应用讲解得非常全面、深刻（可在后面加1课时动能定理的应用），但一定要强调公式中各物理量的正确含义，因为动能定理实质上就是能量的转化和守恒定律的一种表达形式，掌握好动能定理，以后才能顺利地深入研究功能关系、机械能守恒定律及能量的转化和守恒定律。如果一开始就概念不清，很可能影响以后知识的学习。