1、高中動能 動能定理教學(xué)設(shè)計(jì)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院2007物理學(xué)（1）班 丁旺全【教材】人教版高中物理新課標(biāo)教材必修2.【教材分析】 動能、動能定理是人民教育出版社人教版高中物理新課標(biāo)教材必修2第七章機(jī)械能守恒定律中第7的內(nèi)容動，主要知識點(diǎn)包括：動能定義和動能定理。由于本節(jié)課的內(nèi)容中對動能的引入和動能定理的理解比較抽象，教學(xué)設(shè)計(jì)必須能夠?yàn)閷W(xué)生應(yīng)用以掌握的理論知識探究新知識的學(xué)習(xí)機(jī)會，結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)理論推理結(jié)合實(shí)際的方法。本節(jié)課的內(nèi)容為學(xué)生學(xué)習(xí)“機(jī)械能”和“機(jī)械能守恒定律”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。【學(xué)生分析】學(xué)習(xí)者是高中一年級學(xué)生，在已掌握了公式勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，在第三章牛頓定理中學(xué)會牛頓

2、動第二定理的應(yīng)用，在第七章機(jī)械能第三節(jié)功和能中深刻理解“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”。從“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一概念出發(fā)，利用前述知識推導(dǎo)出新的理論知識，進(jìn)而解決實(shí)際問題，學(xué)生對此會產(chǎn)生濃厚的興趣。【教學(xué)目標(biāo)】 一、知識與技能 1.使學(xué)生進(jìn)一步理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度 2.理解動能的概念，利用動能定理進(jìn)行計(jì)算，并能比較不同物體的動能 3.理解動能定理的表述的物理意義，必能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。4.深化性理解動能定理的物理意義，計(jì)算變力對物體作的功。 二、過程與方法 1.讓學(xué)生自主推導(dǎo)動能定理的表達(dá)式。 2.學(xué)習(xí)運(yùn)用動能定理分析解決問題的方法。 三、情感態(tài)度與價值觀 1.通過動能定理的推導(dǎo)，感受成功的喜悅，培

3、養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。 2.通過對動能定理的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生對過程分析能力，以及建立“物理模 型” 和“物理情景”的能力 。【教學(xué)重點(diǎn)】 動能定理及其應(yīng)用。 【教學(xué)難點(diǎn)】 1.對動能與功聯(lián)系的理解。 2.對動能定理的理解和應(yīng)用。 3.對物理過程的分析與初末狀態(tài)的狀態(tài)動能的理解。 【教學(xué)過程】 一、 具體的教學(xué)過程1. 導(dǎo)入課程（播放滑塊在光滑斜面上的視屏）做功的過程就是能量變化的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，這是我么面對功和能關(guān)系的感性認(rèn)識。那么能否對功和能關(guān)系給出具體的數(shù)學(xué)描述來定量的確定轉(zhuǎn)化能量的值，從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識呢？ 所以找到功和能轉(zhuǎn)化關(guān)系遵守將是我們本節(jié)課重要的學(xué)習(xí)

4、任務(wù)。2. 新課教學(xué)（1）在上節(jié)課通過實(shí)驗(yàn)的方法探究出外力你對物體做的功和物體速度的平方成正比，即。（PP展示上節(jié)課的探究過程及結(jié)論）(2)動能概念的定義和動能定理的推導(dǎo) （PP展示滑塊在斜面上下滑過程的截圖）設(shè)一個物體的質(zhì)量為，初速度，在與運(yùn)動方向相同的恒力的作用子下發(fā)生一段位移，速度增加到。在這一過程中，力作的功為 （1）勻加速運(yùn)動的公式為 = （2） 在此將（3）式代入牛頓第二定理 中的 （3）化簡整理（3）式的得到 而由（1）式知 ，由此可得 上式中是力對物體作的功，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，從而知道式力對物體做功時轉(zhuǎn)化的能量，并且是物體初態(tài)的能量，是物體末態(tài)的能量，而且“”中與表征物體運(yùn)動

5、快慢的物理量有關(guān)，我們就將稱為力對物體做功時的某一時刻的“動能 ”，動能用來表示，即 物體的動能的等于物體質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半。動能是標(biāo)量，由于， 單位是焦耳，簡稱焦（J）。例題質(zhì)量為2kg的石塊作自由落體運(yùn)動，求石塊在第1s末，第2s末的動能是多少？（播放石塊自由下落動畫）教師引導(dǎo)學(xué)生解答：先求出第1s末和第2s末的速度再求出動能值，明確變速率運(yùn)動的物體動能是時刻變化的（3）動能定理 據(jù)前面推導(dǎo)出的結(jié)論知： 上述公式是物體只受一個恒力時得出的，當(dāng)n個恒力對物體做功時，根據(jù)功的定義=，式中是各個力做功的代數(shù)和，即合力做的功。從而得出更一般的結(jié)論：合外力所做的功等于物體動能的變化量

6、， ，這個結(jié)論稱為動能定理。（4）動能定理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(播放實(shí)驗(yàn)過程) (I)實(shí)驗(yàn)儀器由教師設(shè)計(jì)，主要操作步驟：1）操作實(shí)驗(yàn)，測量和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2）數(shù)據(jù)處理表格（學(xué)生板書并填入數(shù)據(jù)處理結(jié)果）。3）處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。(II)實(shí)驗(yàn)儀器圖： 另見附件(III)數(shù)據(jù)表格： a.改變力的大小，即在力盤上加減砝質(zhì)量。位移 b.位移S和F保持不變，即光電門的相對間距不變保持力盤且不改變物盤中的砝碼質(zhì)量。位移c.教師指導(dǎo)學(xué)生完成表格填寫，得出由于 證明：在誤差允許的范圍內(nèi)，動能定理成立。（5）實(shí)踐應(yīng)用（利用下思考題，判斷學(xué)生的掌握情況。） 思考題（1）如圖，質(zhì)量m=5kg的木塊靜止在固定斜面的底端，在

7、平行于斜面的恒定拉力F作用下沿斜面向上運(yùn)動，至斜面中點(diǎn)時撤去拉力F，木塊恰好能運(yùn)動至斜面頂端。已知木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)。那么拉力F大小為多少？若斜面長L=1。76m，則撤去拉力時木塊速度多大？問試問本題用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式能解嗎？若能，哪種方法更簡單？在學(xué)生判斷的基礎(chǔ)上得出結(jié)論：牛頓定理不涉及物體運(yùn)動過程中的加速度和時間，因此用它處理問題比應(yīng)用牛頓第二定理有效方便。 思考題（2）做勻速圓周運(yùn)動的物體，動能是否變化？為什么？在學(xué)生判斷的基礎(chǔ)上得出結(jié)論：做勻速圓周運(yùn)動的物體的速度方向時刻改變，但速率不變，從而動能也不改變。（6）知識小結(jié)教師指導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，并判斷學(xué)生修惡習(xí)

8、任務(wù)的完成情況。如果發(fā)現(xiàn)存在問題。回到相應(yīng)的環(huán)節(jié)重導(dǎo)。如果沒有問題，可進(jìn)行形成性練習(xí)。（7） 知識形成性練習(xí) 1、一質(zhì)量為kg的物體被人用手由靜止向上提升，這時物體的速度是2 /s，則下列說法正確的是A.手對物體做功12JB.合外力對物體做功12 JC.合外力對物體做功2 JD.物體克服重力做功10 J2、靜止在光滑水平面上的物體，在水平力F的作用下產(chǎn)生位移s，而獲得速度，若水平面不光滑，物體運(yùn)動時受到的摩擦力為F/（是大于1的常數(shù)），仍要使物體由靜止出發(fā)通過位移s而獲得速度，則水平力為A. B. C.nFD.(n+1)F3、物體在水平恒力作用下，在水平面上由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)位移為s時撤去F，

9、物體繼續(xù)前進(jìn)3 s后停止運(yùn)動，若路面情況相同，則物體的摩擦力和最大動能是A. B. C. D. 4、動量大小相等的兩個物體，其質(zhì)量之比為2：3，則其動能之比為（ ）A2：3B3：4 C4：9D9：45、如圖所示，一足夠長的木塊在光滑的水平面上以速度v勻速運(yùn)動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的小木塊豎直向下輕輕地放在木板的P處已知物塊m與木板間的摩擦系數(shù)為 ，為保持木板的速度不變，從物塊m放到木板上到它相對木板靜止的過程中，對木板施一水平向右的作用力F，力F要對木板做功，做功的數(shù)值可能為（ ）A B C D2 6、一質(zhì)量為m的小球系在一根長為L的細(xì)繩的一端，在細(xì)繩的作用下，沿著豎直平面做圓周運(yùn)動，球在最高點(diǎn)，細(xì)繩的拉力為 ；球在最低點(diǎn)時，細(xì)繩的拉力為 ；則球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的動能分別為7、一顆子彈速度為時，剛好打穿一塊鋼板，那么速度為2時，可打穿_塊同樣的鋼板，要打穿塊同樣的鋼板，子彈速度應(yīng)為_。8、一質(zhì)量m的小球，用長為L 的輕繩懸掛O點(diǎn)，小球在水平拉力的作用下，從平衡位置P