動能和動能定理
一、教學目標
1.知識和技能：
⑴理解動能的概念，會用動能的定義式進行計算；
⑵理解動能定理及其推導過程；
⑶知道動能定理的適用條件，會用動能定理進行計算。
2.過程和方法：
⑴體驗實驗與理論探索相結合的探究過程。
⑵培養學生演繹推理的能力。
⑶培養學生的創造能力和創造性思維。
3.情感、態度和價值觀：
⑴激發學生對物理問題進行理論探究的興趣。
⑵激發學生用不同方法處理同一問題的興趣，會選擇用最優的方法處理問題。
二、設計思路
動能定理是力學中一條重要規律，它反映了外力對物體所做的總功跟物體動能改變的關系，動能定理貫穿在本章以后的內容中，是本章的教學重點。學習掌握它，對解決力學問題，尤其是變力做功，時間未知情況下的問題有很大的方便。
本課--的過程為：
學生通過回憶初中所學的內容和實驗引起思考
學生討論，設計情景，進行理論探討和論證，找出動能的表達式。
通過對前面探討過程的深入思考，得出動能定理
通過具體實例，深化對動能和動能定理的理解，突出動能定理的優越性
由于本節內容較多又很重要，建議安排一節習題課，以達到良好的效果。
三、教學重點、難點
1.重點：⑴動能概念的理解；⑵動能定理及其應用。
2.難點：對動能定理的理解。
四、教學資源
斜面、質量不同的滑塊、木塊等
五、--
教師活動
學生活動
點 評
一、引入新課 【板書】一、動能 提問：在初中我們學過動能的初步知識，那么什么是物體的動能？ 【板書】1、定義：物體由于運動而具有的能量叫動能。 提問：物體的動能大小和哪些因素有關呢？你有什么方法可以證明？ 引導學生重復初中所做得滑塊撞擊木塊的實驗。 歸納：物體能夠對外做功的本領越大，物體的能量就越大，實驗中滑塊的質量和速度越大，對外做功的本領越大，說明動能和物體的質量和速度有關。 提問：那么，到底如何定量的來表示動能呢？過渡：上一節課我們研究了做功和物體速度變化的關系，兩者之間有什么關系？提問：那么比例系數為多少呢？如何去確定呢？ 設計情景：如圖所示，某物體的質量為m，在與運動方向相同的恒力f的作用下發生一段位移l，速度由v1增加到v2。求做功和速度變化的關系？ 選擇學生的答案，投影學生的解答過程，歸納，總結。 根據牛頓第二定律： ……① 根據運動學公式： …② 外力f做功： …………③ 由①②③得： 思考：外力做功引起了什么量的變化？ 歸納：外力f所做的功等于“ ”這個物理量的變化，所以在物理學中就用“ ”這個量表示物體的動能。 二、新課教學 【板書】2、公式： 提問：動能的大小由什么決定？它是標量還是矢量？ 【板書】3、說明： ①動能是標量，且總為正值，由物體的速率和質量決定，與運動方向無關； 提問：動能的單位？ 【板書】②動能的單位：焦（j） 1j=1n·m=1kg·m2/s2 提問：二戰時一位飛行員用手抓住了一顆飛行的子彈，這說明了什么？ 【板書】③動能具有相對性。 講解：有了動能的公式，前面的方程就可以寫成： 提問：⑴上式的物理意義是什么？ ⑵如果物體受到幾個力共同作功，上式是否還成立呢？ 講解：上式具有普遍意義，是力學中的一條重要規律。 【板書】二、動能定理 1、表述：合外力對物體做的功，等于物體動能的變化。 2、公式： 提問：剛才的推導是在物體受恒力作用，并且做直線運動的情況下得出的。如果物體受到變力作用或物體做曲線運動時，定理是否正確呢？ 【板書】3、動能定理適用于變力做功和曲線運動的情況。 引導學生看課本例題1。 確定研究對象：飛機 分析研究過程：飛機滑跑過程 分析受力：重力、支持力、牽引力和阻力 分析做功情況：牽引力和阻力做功 分析動能變化：初動能 末動能 根據動能定理列出方程，求解。 思考：如果用牛頓運動定律和運動學公式是否可以求解？ 引導比較兩種解法。 引導學生看課本例題2。提問：通過兩個例題，你是否可以歸納出應用動能定理解題的步驟？ 【板書】三、應用動能定理解題的步驟 1、 確定研究對象 2、 確定研究過程 3、 分析物體的受力和各力的做功情況 4、 確定初末狀態的動能 5、 應用動能定理列方程求解 6、 檢驗 三、學生練習： 1、物體的速度增大為原來的n倍，動能增大為多少倍？動能增加了多少倍？速度變為原來的 ，動能變為多少？動能變化了多少？質量增加為原來的n倍，動能增大為多少倍？動能增加了多少倍？ （強化動能和速度及質量的關系，辨析動能和動能變化的區別。） 2、子彈以水平速度v射入固定木板深s處，假設子彈在木板中受的阻力是恒定的，那么子彈以 水平射入木板中，射入的深度是多少？子彈以 的初動能射入木板中，射入的深度又是多少？ （強化應用動能定理解題的基本思路和方法） 四、作業： 《問題與練習》第2、3、4、5題 學生回答：物體由于運動而具有的能量叫動能。 學生回答：物體的質量和速度越大，它的動能就越大。 學生上臺演示滑塊從斜面上滑下：同一滑塊，高度越高，滑塊把木塊推得越遠；同一高度，質量越大，滑塊把木塊推得越遠。 學生回答：力對初速度為零的物體所做的功與物體速度的二次方成正比。學生討論：找出做功和速度平方變化的定量關系。 學生討論，求解。 學生討論找出“ ”這個特定意義的物理量。 學生回答：動能的大小由物體的質量和速率決定。學生討論：動能是標量。 學生回答：動能的單位和功的單位相同。學生討論：子彈相對飛行員的速度很小，相對動能也就很小。學生回答：做功等于物體動能的變化。學生討論：可以成立，此時的w應為合外力對物體做的總功。 學生討論：采用微元法，將物體的運動分解成許多小段，在每一小段上物體受到恒力且做勻速運動，可以得到同樣的結論。 學生看書，歸納解題過程。 學生練習用牛頓運動定律和運動學公式求解學生回答：動能定理不涉及物體運動過程中的加速度和時間，應用比較方便。 學生討論歸納。 練一練，做一做，想一想 開門見山，直接點題。 在初中所學內容的基礎上深入探究，激發學生的學習興趣。 學生直接參與探究過程，增加感性認識。 深化對前一節課所學內容的理解，激發學生的探究興趣。 讓學生感受理論探究的過程，在學生求解的過程中要適度巡視，加以指導。 應用學生的解答過程，肯定學生的探究過程。讓學生體會探究的樂趣和喜悅。 在探究的基礎上進一步激發學生的科學思維能力。 通過問題和實際事例，增加學生對知識的感性認識和橫向聯系，突破教學難點。 緊緊扣住探究過程，再次提出問題，激發學生的研究興趣和學習熱情，發揮學生的主觀能動性。 通過學生的思考，和以前所學的思維方法有機結合，突破難點。 學習用理論指導實踐的方法，培養細致嚴謹的科學態度。 通過比較，激發學生用不同方法處理同一問題的興趣。通過比較，突出動能定理的優點，增強學生對知識的內化。 強化解題步驟，培養學生科學細致的解題思路和規范。 學生根據所學的知識，當堂鞏固，培養應用規律解決問題的能力，加強對知識和規律的理解。同時拓展學生的認知空間。 加深對課堂知識的鞏固和理解。