课题

新人教版动能定理

作者及工作单位

新建县第二中学  汤建明

教材分析

1．动能定理是必修2第七章《机械能守恒定律》第七节的内容，学生在前面已分别学习过了做功和动能的概念。

2. 动能定理是功能关系的重要体现，是推导机械能守恒定律的依据，因此是本章的重中之重。在整个经典物理学中，动能定理又与牛顿运动定律、动量定理并称为解决动力学问题的三大支柱。也是每年高考必考内容。因此学好动能定理对每个学生都尤为重要。

学情分析

1．通过课堂讲解，课时训练，课后习题及交流讨论分析出学生的学习情况，并进行相应的提高训练。

2．初中时学生已学过了动能的初步知识，这为本节教学奠定了一定的基础。在此基础上，进一步了解物体的动能与物体的质量和速度的定量关系，为实验探究外力做功与物体动能变化的定量关系做好铺垫。

3．学生主要是在过程分析中存在障碍，如合力做功等求解。

 教学目标

1. 知识与技能：知道外力对物体做功可以改变物体的动能；理解动能定理，会用动能定理进行计算；会用实验方法来探究物理定理或规律，理解动能定理的推导过程。
　2. 过程与方法：通过探究外力对物体所做的功与物体动能的变化关系，学会获取知识与实验技能的方法；通过理论分析与论证的过程，使学生受到理性思维的训练；通过实践与拓展，使学生灵活迁移所学知识，解决实际问题；通过阅读资料活页，扩大学生的视野，丰富学生知识面。
　3. 情感、态度与价值观：通过实验与探究，培养学生的探究意识与实践能力；经历讨论与交流，培养学生的语言表述能力与团结协作的精神；通过实践与拓展，培养学生灵活迁移能力和实际应用能力；通过阅读资料活页，培养学生的阅读、理解能力，使学生养成了解社会、关注社会的责任感。

教学重点和难点

 教学重点:动能定理的推导过程、正确理解动能定理。通过让学生亲自动手进行实验探究和理论论证得出定理，使学生对定理有更深的理解。

 教学难点:动能定理的理解和应用

教学过程

教学环节

教师活动

预设学生行为

设计意图

导入新课

在前几节我们学过，当力对一个物体做功的时候一定对应于某种能量形式的变化，例如重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化，本节来探究寻找动能的表达式．在本章“1．追寻守恒量”中，已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能，大家先猜想一下动能与什么因素有关? 

提问：什么是物体的动能？

提问：物体的动能大小和哪些因素有关呢？你有什么方法可以证明？

引导学生回忆初中所做得小球撞击木块的实验。

  归纳：物体能够对外做功的本领越大，物体的能量就越大，实验中滑块的质量和速度越大，对外做功的本领越大，说明动能和物体的质量和速度有关。

学生回答：物体由于运动而具有的能量叫动能。

学生回答：物体的质量和速度越大，它的动能就越大。

复习引入点题 在复习所学内容的基础上深入探究，激发学生的学习兴趣。学生直接参与探究过程，增加感性认识。

进行新课

提问：那么，到底如何定量的来表示动能呢？

过渡：上一节课我们研究了做功和物体速度变化的关系，两者之间有什么关系？

提问：那么比例系数为多少呢？如何去确定呢？

  设计情景：如图所示，某物体的质量为m，在光滑的水平面上，受到与运动方向相同的恒力F的作用发生一段位移l，速度由v1增加到v2。求做功和速度变化的关系？

①物体受到的力与加速度什么关系？

②物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？

③力F对物体所做的功多大？

④结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子？

选择学生的答案，投影学生的解答过程，归纳，总结。

根据牛顿第二定律：……①

根据运动学公式： …②

外力F做功：  …………③

由①②③得：

思考：外力做功引起了什么量的变化？

  归纳：外力F所做的功等于“ ”这个物理量的变化，所以在物理学中就用“ ”这个量表示物体的动能。

学生观察演示实验小球从斜面上滑下：同一小球，高度越高，小球把木块推得越远；同一高度，质量越大，小球把木块推得越远。

学生回答：力对初速度为零的物体所做的功与物体速度的二次方成正比。

学生讨论：找出做功和速度平方变化的定量关系。

学生讨论，求解。

学生讨论找出“ ”这个特定意义的物理量。

深化对前一节课所学内容的理解，激发学生的探究兴趣。

让学生感受理论探究的过程，在学生求解的过程中要适度巡视，加以指导。

应用学生的解答过程，肯定学生的探究过程。让学生体会探究的乐趣和喜悦。

在探究的基础上进一步激发学生的科学思维能力。

提问：动能的大小由什么决定？它是标量还是矢量？

①动能是标量，且总为正值，由物体的速率和质量决定，与运动方向无关；

提问：动能的单位？

提问：二战时一位飞行员用手抓住了一颗飞行的子弹，这说明了什么？

提问：⑴上式的物理意义是什么？

⑵如果物体受到几个力共同作功，上式是否还成立呢？

讲解：上式具有普遍意义，是力学中的一条重要规律。

二、动能定理

1、表述：合外力对物体做的功，等于物体动能的变化。

2、公式：

 提问：刚才的推导是在物体受恒力作用，并且做直线运动的情况下得出的。如果物体受到变力作用或物体做曲线运动时，定理是否正确呢？

（1)合外力做正功，动能增加合外力做负功，动能减少

（2）动能定理中的功是合外力做的总功

总功的求法

a、先求合力，再求合力功

b、先求每个力做的功，再求代数和

（3）适用范围：既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于直线运动，也适用于曲线运动。

学生回答：动能的大小由物体的质量和速率决定。

学生讨论：动能是标量。

学生回答：动能的单位和功的单位相同。

学生讨论：子弹相对飞行员的速度很小，相对动能也就很小。

学生回答：做功等于物体动能的变化。

学生讨论：可以成立，此时的W应为合外力对物体做的总功。

学生讨论：采用微元法，将物体的运动分解成许多小段，在每一小段上物体受到恒力且做匀速运动，可以得到同样的结论。

通过问题和实际事例，增加学生对知识的感性认识和横联系，突破教学难点

紧紧扣住探究过程，再次提出问题，激发学生的研究兴趣和学习热情，发挥学生的主观能动性。

通过学生的思考，和以前所学的思维方法有机结合，突破难点。

学习用理论指导实践的方法，培养细致严谨的科学态度。

例.一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为S＝5.3×102ｍ时，达到起飞速度v＝60ｍ/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力.

确定研究对象：飞机 分析研究过程：飞机滑跑过程  分析受力：重力、支持力、牵引力和阻力  分析做功情况：牵引力和阻力做功  分析动能变化：初动能、末动能

 根据动能定理列出方程，求解。

 思考：如果用牛顿运动定律和运动学公式是否可以求解？

教师讲解：上边两种解法分别是：解法一是用牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解的，而解法二是用动能定理求解的，那么同学们比较一下，这两种解法有什么区别呢？

学生讨论比较后得到：

解法一采用牛顿运动定律和匀变速直线运动的公式求解，要假定牵引力是恒力，而实际中牵引力不一定是恒力。

解法二采用动能定理求解，因为动能定理适用于变力，用它可以处理牵引力是变力的情况，而且运用动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间，所以用它来处理问题比较方便

引导学生看课本例题2。

提问：通过两个例题，你是否可以归纳出应用动能定理解题的步骤？

总结步骤

练一练，做一做，想一想

抽查有代表性的解法在实物投

影仪上展示：

解法一：以飞机为研究对象，

它做匀加速直线运动受到重力、

支持力、牵引力和阻力的作用。

解法二：以飞机为研究对象，

它受到重力、支持力、牵引力

和阻力作用，这四个力做的功，

据动能定理得：

代入数据得：F=1.8×104N

通过比较，激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣。通过比较，突出动能定理的优点，增强学生对知识的内化。

学生根据所学的知识，当堂巩固，培养应用规律解决问题的能力，加强对知识和规律的理解。

布置作业

《问题与练习》第1、2、3、4、5题

加深对课堂知识的巩固和理解。

板书设计

第七节 动能和动能定理

一、动能   

1．定义

2．动能的表达式

3．动能的单位和标矢性

4．例题

二、动能定理   

1．内容：合力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．

2．公式：

3．例题：分析  结论：动能定理的解题步骤

学生学习活动评价设计

书面评价——限时完成

由光滑水平面上一物体原来静止，引申到初速度不为零的推导，得出动能定理表达式。加深对动能概念及公示的理解，设计巩固练习。

设计绕平面绕中轴转动的摩擦力做功问题

教学反思

本教学设计采用由激发兴趣、师生交流反馈、教师演示、学生参与、问题由浅入深、层层推进、学生先解决理论与方法。人事问题，学生分组探究，团结合作交流的能力。教师反馈评价、引导、分析，找出学生认知的误区，给予纠正，能有效的达成课程标准的目的要求