動能 動能定理 教學案例
【教學目標】
一、知識與技能
1.理解動能的概念，利用動能定義式進行計算，并能比較不同物體的動能；
2.理解動能定理表述的物理意義，并能進行相關分析與計算；
3.深化性理解的物理含義，區(qū)別共點力作用與多方物理過程下的表述；
二、過程與方法
1.掌握恒力作用下利用牛頓運動定律和功的公式推導動能定理；
2.理解恒力作用下牛頓運動定律理與動能定理處理問題的異同點，體會變力作用下動能定理解決問題的優(yōu)越性；
三、情感態(tài)度與價值觀
1.感受物理學中定性分析與定量表述的關系，學會用數(shù)學語言推理的簡潔美；
2.體會從特殊到一般的研究方法；
【教學重、難點】
動能定理的理解與深化性應用
【教學關鍵點】
動能定理的推導
【教學過程】
一、提出問題、導入新課
通過探究“功與物體速度的變化關系”，從圖像中得出，但具體的數(shù)學表達式是什么？
二、任務驅(qū)動，感知教材
1.動能與什么有關？等質(zhì)量的兩物體以相同的速率相向而行，試比較兩物體的動能？如果甲物體作勻速直線運動，乙物體做曲線運動呢？
已知，甲乙兩物體運動狀態(tài)是否相同？動能呢？
車以速度做勻速直線運動，車內(nèi)的人以相對于車向車前進的方向走動，分別以車和地面為參照物，描述的是否相同？說明了什么？
通過以上問題你得出什么結(jié)論？
2.動能定理推導時，如果在實際水平面上運動，摩擦力為，如何推導？
如果在實際水平面上先作用一段時間，發(fā)生的位移，爾后撤去，再運動停下來，如何表述？
3.試采用牛頓運動定律方法求解教材的例題1，并比較兩種方法的優(yōu)劣？
三、作探究，分享交流
（嘗試練習1）
教材：1、2、3
四、釋疑解惑
（一）動能
1.定義：_______________________；
2.公式表述：_______________________；
3.理解
⑴狀態(tài)物理量→能量狀態(tài)；→機械運動狀態(tài)；
⑵標量性：大小，無負值；
⑶相對性：相對于不同的參照系，的結(jié)果往往不相同；
⑷，表示動能增加，合力作為動力，反之做負功；
（二）動能定理
1.公式的推導：
2.表述：
3.理解：
⑴對外力對物體做的總功的理解：有的力促進物體運動，而有的力則阻礙物體運動。因此它們做的功就有正、負之分，總功指的是各外力做功的代數(shù)和；又因為，所以總功也可理解為合外力的功。即：如果物體受到多個共點力作用，同時產(chǎn)生同時撤銷，則：；如果發(fā)生在多方物理過程中，不同過程作用力個數(shù)不相同，則：。
例題1：如圖所示，用拉力作用在質(zhì)量為的物體上，拉力與水平方向成角度，物體從靜止開始運動，滑行后撤掉 ，物體與地面之間的滑動摩擦系數(shù)為，求：撤掉時，木箱的速度？木箱還能運動多遠？
如果拉力的方向改為斜向下，求再滑行的位移？
如果拉力改為水平，路面不同段滑動摩擦系數(shù)是不一樣的，如何表示
解析：
⑵對該定理標量性的認識：因動能定理中各項均為標量，因此單純速度方向改變不影響動能大小。如用細繩拉著一物體在光滑桌面上以繩頭為圓心做勻速圓周運動過程中，合外力方向指向圓心，與位移方向始終保持垂直，所以合外力做功為零，動能變化亦為零，并不因速度方向改變而改變。
⑶對定理中“增加”一詞的理解：由于外力做功可正、可負，因此物體在一運動過程中動能可增加，也可能減少。因而定理中“增加”一詞，并不表示動能一定增大，它的確切含義為末態(tài)與初態(tài)的動能差，或稱為“改變量”。數(shù)值可正，可負。