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1、动能 动能定理教科版高中物理第一册（必修2）第四章机械能和能源第四节 一、教材与学情分析：1.教材分析（1）教学内容动能 动能定理是教育科学出版社高中物理第一册（必修2）第四章第四节的内容。其主要内容是机械能和能源部分的重要内容之一。（2）教材的地位与作用动能定理是力学中最重要的规律之一。本节内容是功能关系的重要体现，是推导机械能守恒定律的依据。通过这节内容的学习可以让学生获得除用牛顿运动定律解决动力学问题的另一方法即：动能定理，这也是每年高考必考内容。因此是本章的重中之重。2.学情分析学生在初中对动能有了感性认识，知道运动的物体具有动能而且动能的大小与物体的质量和速度有关。通过高一物理（必修
2、2）第四章前几节的学习，了解了功并能进行简单的计算，初步了解了功能关系。在此基础上就为实验探究外力做功与物体动能变化的定量关系，为理论推导动能定量奠定了基础。另一方面：该班学生属于学校第二层次的学生有一定分析问题的能力和探究能力。二、教学目标依据新课程标准的理念和学生情况，现制定如下教学目标：1. 知识与技能：掌握动能的概念、表达式。理解动能定理及其推导过程、适用范围、简单应用。2.过程与方法：设置问题启发学生的思考，让学生从理论上探究恒力做功与物体动能变化的关系。探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法。通过学生间的交流和评价培养了学生合作学习的能力。3态度情感与价值观：在学
3、生讨论与交流的基础上组织学生进行探究性实验，通过实际操作、数据记录、数据处理等培养学生利用实验解决物理问题的能力，激发学生学习物理的兴趣。通过探究验证培养合作精神和积极参与的意识。4.教学重点、难点：建立动能的概念，理论探究动能定理。建立模型实验探究动能定理。 三、教学媒体：学案、多媒体课件、展示台、小黑板、探究加速度与力和质量关系的实验装置（纸带、打点计时器、小车、带滑轮的长木板、钩码）、铁架台、重物。四、教学流程：开 始提出问题：寻求动能的表达式？理论探究：合外力做功与物体动能变化的关系。（动能定理）实验验证：合外力做功与物体动能变化的关系。合理外推：写出物体受两个及以上外力的动能定理表达
4、式规律的简单应用提出问题：该规律是否与实际情况相符实验设计方案：1、探究牛顿第二定律的装置2、自由落体装置实验过程数据处理、误差分析情景1：学生实验钢球与小木球竖直下落，打在纸上。情景2：视频辽宁号舰载机加速升空过程。（备用）分组探究：用牛顿第二定律与运动学公式。猜想：物体动能的表达式是什么？备用五、教学过程教学环节（时间）教学内容与教师活动学生活动设计意图情景导入，感受动能的变化(利用学案)（3分钟）同学们我们前面刚学了重力势能，下面我们来学习另外一种能量：动能。初中我们就知道：物体的动能与其质量、速度有关，那到底有什么关系呢？情景1：学生分组让质量不同的重物从不同高度自由下落，打在纸上。
5、（备用情景1）：（视频）舰载机加速升空过程动能增加。问题重物的动能到底与物体质量、速度有什么样的关系呢？猜想：动能具体表达式是什么呢？能否想到一个办法把动能的具体表达式找出来呢？活动1：学生完成重物自由下落击穿薄纸的简单实验并感知思考：重物的动能变化了吗？什么原因引起的？重物重力又做了多少功？回忆：上一节内容我们是如何得到重力势能的表达式的？能否从做功的角度来找动能的表达式呢？激趣引入新课学生知道做功可以改变物体动能；也可以感受做功与动能变化的关系。进行新课理论探究：恒定外力做功与物体动能变化的关系(10分钟)一、理论探究：恒定外力做功与物体动能变化的关系情景2：小球在一个恒力（自身重力）F的
6、作用下,做匀加速直线运动,在发生位移x的过程中,力F对物体做了功W,物体的速度由v1变为v2。（如图所示）则恒力F做的功W=Fx还可以等于什么？（用质量和速度表示）v1xFv2（备用情景2）：质量为m的物体在一个恒力F的作用下,做匀加速直线运动,在物体发生位移x的过程中,力F对物体做了功W,物体的速度由v1变为v2。（如图所示）则恒力F做的功W=Fx还可以等于什么？（用质量和速度表示）问题（看书P68第四段与第五段）动能的表达式是什么？是矢量还是标量？怎么理解？（EK=、标量）恒定外力做功与动能变化的关系是什么？（W0，EK增加；反之减少）结论：恒定合外力做的功等于物体动能的变化。（动能定理）
7、活动2：猜想：恒力做的功大与物体动能改变量的大小关系。 方法：牛顿第二运动定律与运动学公式理论探究：通过情景3推导动能定理。学生分组推导结果，并在小黑板上展示、讲解。得出结论：动能的表达式合外力做功与动能变化的关系。自学活动3：设计几个有关动能的小问题让学生分组抽签回答，没有答出来其他组可以补充。 学生运用所学知识，自己推导动能定理，提高学习的兴趣。由学生推导公式，培养了他们竞争的意识、分析推理的能力实验验证：恒定外力做功与物体动能变化的关系（18分钟）问题通过推导同学们知道了动能定理的表达式：W=那请同学们是否可以设计一个实验来验证一下这个结论呢？【实验目的】研究恒定外力做功与动能变化的关系
8、。【实验方案】方案1：探究加速度与力和质量关系的实验装置需要测定哪些物理量？（小车质量M、v1、v2、x、F）怎么测定？需要注意哪些问题注意：垫高滑板的一侧，平衡摩擦。小车质量远大于重物质量（M实验室给、x刻度尺测定、v1、v2通过纸带用平均速度公式求出、F大小等于重物的重力）例：OB段：位移x2,初速v1=0;末速度（每5个点做为一个计数点则：t=0.1s）方案2：自由落体的实验装置需要测定哪些物理量？（重物质量m、v1、v2、x）怎么测定？需要注意哪些问题例：OB段：位移x2,初速v1=0;末速度验证： W=Fx两个表达式的值是否相等。【实验过程】【数据处理】可能要用到的物理量：M=0.2
9、kg t=0.20s F(拉力）=mg=0.192N结论：在误差范围内，恒定外力对物体做的功等于它动能的改变量。【误差分析】（1） 测量不准确。（2） 没有平衡摩擦或者没有做好，摩擦力做了功。（3） 绳没有与滑板平行。（4） 重物的动能也增加了。问题学生受力分析：如果没有完全平衡掉这个摩擦力则表达式应该怎么写呢？F合x=（进一步）动能定理内容：合外力所做的功等于物体动能的变化。表达式： W合=表明：合外力做正功动能增加；反之减少。问题对于求变力做功动能定理是否可行呢？（备用情景3：）活动4：学生分组、合作讨论实验方案，各个小组总结发言。（估计可能会有两种方案：探究加速度与力和质量关系模型以及自
10、由落体运动模型）需要测定哪些物理量？（小车质量M、v1、v2、x、F）怎么测定？需要注意哪些问题（3）打出的纸带怎么处理？两组实验同时进行，哪一组做的又快又好并且误差小。（两组学生进行竞争）另外：做的好的同学可以帮助没有做好的，或者不会做的。（互学同伴教同伴）活动5：实验过程填好数据并处理结论的得出学生分析误差来源（合理外推）在进行误差分析的过程中提出：动能定理的更一般内容。学生经历猜想、逻辑推理、提出实验方案、实验验证、数据处理等过程让他们体会到科学的学习方法，提高了学生的科学素养，真正培养了他们的探究精神和创新意识。动能定理的应用（7分钟）学生举例：生活中有哪些外力做功使动能变化的例子？如
11、何求外力做的功？情景3：（视频：我航母顺利进行舰载机起降训练）问题（定性分析）看完视频后你如何用动能定理来解释舰载机的起、降过程？（定量计算）题目：我国自制战斗机在航母上成功起降，标志着我国取得了一个新的军事里程碑。航母辽宁号上有一架舰载机，质量为m，在舰载机发动机的动力的作用下，在短短的x(大约为100m)距离内，速度由零增大到v，在这个过程中，舰载机受到平均阻力为f,则：其受到的平均动力多大？（把平均阻力、平均动力视为恒力）假如舰载机降落在甲板上的初速度为v0，关闭发动机后要求它滑行s的距离后停下，那所受所有阻力需要对它做多少功？（阻力是变力）活动6：学生观看视频，分组计算（一组动能定理；一组牛顿定律与运动学公式）并竞争看哪一组的学生先做出来。体会动能定理解题的优越性。展学动能定理提供了一种求恒力、变力做功的方法。巩固所学知识并训练学生的思维能力小结（2分钟）通过今天这节课的学习同学们学到了哪些知识？ 活动7：学生共同参与、相互补充归纳知识、整理思路布置作业课后练习见学案学生课后独立完成巩固、落实六、板书课题：动能 动能定理一、 动能二、 动能定理1.理论探究：合外力做功与物体动能变化的关系是什么呢？2，实验验证：结论：在误差范围内，恒定外力对物体做的功等于它动能的改变量。（进一步）动能定理：合外力所做的功等于物体动能的变化。表达式：W合=三、 动能定理的简单应用：- 8 -
教科版高中物理第一册（必修2）第四章《动能定理》教案
