1、赫爾巴特“五步教學法”教學案例貴州省甕安縣珠藏中學 李華 550416 課題：動能 動能定律一 預備；喚起學生已有的舊概念，提出問題，說明目的。我們在初中學過，物體由于運動而具有的能就叫做動能，物體的動能跟物體的質量和速度都有關系。那么，到底物體的動能與什么因素有關？物體的動能跟物體的質量、速度有什么關系？這就是今天我們要研究的問題。二 提示，提出新課題，講解新內容。【演示實驗】：如右圖所示，讓滑塊A從光滑的軌道上滑下，與木塊B相碰，推動木塊做功。學生描述看到的現象：a 讓滑塊A從不同的高度滑下，可以看到，高度大時把木塊B推得遠，對木塊做的功多。b讓質量不同的木塊從不同的高度下滑，可以看到；質

2、量大的木塊把木塊推得遠，對木塊做的功多。從功能關系的定性分析可以得到，物體的質量越大、速度越大，則它的動能就越大。三 聯結，把新舊知識相比較，建立他們之間的聯系。【物理情景】：質量為m的物體以初速度為V1 =0自由落下，當下落距離為h時，速度為V2 。【物理情景】：一個初速為V1 ，質量為m的物體，在與運動方向相同的恒定外力F的作用下發生一段位移S，速度增加到V2 。【物理情景】：一個初速為V1 ，質量為m的物體，在粗糙的水平面上在摩擦力f的作用下，發生一段位移S，速度減小到V2 。【物理情景】：一個初速為V1 ，質量為m的物體，在與運動方向相同的恒定外力F的作用下，沿粗糙的水平面上運動了一段

3、位移，速度為V2 ,其運動過程中受到的摩擦力為f。由前面所學的知識，歸納、推導出結論填入下表：物理情景結論mgh=1/2mv2 2 - 1/2mv1 2=1/2mv22FS=1/2mv2 2 -1/2mv12-fS=1/2mv2 2 -1/2mv12FS-fS= 1/2mv2 2 -1/2mv12【結論1】：物體只受重力作用，重力對物體做的功等于1/2mv2這個物理量的變化。【結論2】：物體在只受一個動力的情況下，外力對物體做的功等于1/2mv2這個物理量的變化。【結論3】：物體在只受一個阻力的情況下，外力對物體做的功等于1/2mv2這個物理量的變化。【結論4】：物體在受阻力和動力的情況下，外

4、力對物體做的功等于1/2mv2這個物理量的變化。四總結，概括，得出結論。通過上面的推導，我們可以得到：合外力F所做的功等于1/2mv2的變化。根據功能關系，合外力F做的功等于物體動能的變化。引導學生總結概括得出以下結論：1.動能【概念】：物體由于運動而具有的能量叫做動能。物體的動能等于物體質量與物體速度的二次方的乘積的一半。【定義式】：Ek =1/2mV2 ，（V是瞬時速度）【單位】：焦耳（J）【說明】：a. 動能具有標量性，且只有正值。動能與速度的方向無關。b動能具有瞬時性。在某一時刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動能。動能是一個狀態量，與物體在某一時刻的速度相對應。 c動能具有相對性

5、。對與不同的參考系，物體的速度有不同的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都以地面為參考系研究物體的運動。 d動能具有不可突變性。物體的動能不會發生突變，它的改變需要一個過程，這個過程就是外力對物體做功的過程或物體對外做功的過程。2.動能定理 【內容表述】：合外力所做的功等于物體動能的變化。 【表 達 式】：W=Ek2-Ek1 。（W是合外力所做的總功，Ek1 、Ek2分別表示初、末狀態的動能。若初、末速度分別是v1、v2，則Ek1 =1/2mv12, Ek2 =1/2mv22）. 【物理意義】：動能定理揭示了外力對物體所做的總功與物體動能變化之間的關系，變化的大小由合外力做功的多少來量度。 【說

6、明】：動能定理既適用于恒力作功過程，也使用于變力作功過程。 ：動能定理既適用于物體做直線運動的情況，也適用于物體做曲線運動的情況。 ：動能定理的研究對象既可以是單個物體，也可以是幾個物體所組成一個系統。：動能定理的研究過程可以是針對運動過程中的某個具體過程，也可以是針對運動的全過程。：動能定理的計算式為標量式，v為相對同一參考系的速度。：在W=Ek2-Ek1 中，W為物體所受所有外力對物體做功的代數和，正功取正值計算，負功取負值計算；Ek2 - Ek1 為動能的增量，即為末狀態的動能與初狀態的動能之差，而與物體運動的過程無關。五：應用，運用所學知識，解答問題，進行練習。 【例1】：如圖所示，物

7、體從高為h的斜面體的頂端A由靜止開始滑下，滑到水平面上的B點停止，A到B的水平距離為S，已知：斜面體和水平面都由同種材料制成。求：物體與接觸面間的動摩擦因數？【解析】：(方法一，過程分段法)設物體質量為m，斜面長為l，物體與接觸面間的動摩擦因數為 ,斜面與水平面間的夾角為，滑到C點的速度為V，根據動能定理有:物體從C滑到B,根據動能定理得:聯立上式解得：方法二：過程整體法聯立解得：【點評】：若物體運動過程中包含幾個不同過程，應用動能定理時，可以分段考慮，也可以以全過程為一整體來處理。往往全過程考慮比較簡單。【例2】：如圖所示，光滑水平桌面上開一個光滑小孔，從孔中穿一根細繩，繩一端系一個小球，另

8、一端用力 F1向下拉，以維持小球在光滑水平面上做半徑為R1的勻速圓周運動，如圖所示，今改變拉力，當大小變為F2，使小球仍在水平面上做勻速圓周運動，但半徑變為R2，小球運動半徑由R1變為R2過程中拉力對小球做的功多大？【解析】：設半徑為R1和R2時小球的圓周運動的線 速度大小分別為1和2有向心力公式得:同理:由動能定理得:聯立得: 【點評】:繩的拉力作為小球做圓周運動的向心力,是變力,變力做功不能應用公式W=FS直接運算,但可通過動能定理等方法求解較為方便。【例3】：如圖所示，質量為M的木塊放在光滑水平面上，現有一質量為m的子彈以速度0射入木塊中，設子彈在木塊中所受阻力不變，大小為Ff，且子彈未射穿木塊。若子彈射入木塊的深度為D，則木塊向前移動距離是多少？系統損失的機械能是多少？【解析】：以子彈、木塊組成系統為研究對象。系統水平方向不受外力，故水平方向動量守恒。據動量守恒定律有： m0 =(M+m) (設0方向為正)= 子彈打入木塊到與木塊有相同速度過程中摩擦力做功：對子彈 Ffs子= m2m20 對木塊 Ffs木=M2 由運動草圖可知：S木=S子D 由式，解得： s木= +有 (M+m)2m20 =Ff(s子s木) (M+m)2m20=FfD即FfD=m20(M+m)2Ek=m20 (M+m)&#