1、动能和动能定理教案 铜梁二中 高一物理组 王皎阳【教学目标】 一知识与技能 1使学生进一步理解动能的概念，掌握动能的计算式。 2结合教学，对学生进行探索研究和科学思维能力的训练。 3理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题。 二.过程与方法 1运用归纳推导方式推导动能定理的表达式。 2.对比分析动力学知识与动能定理的应用。 三.情感、态度与价值观 通过动能定理的推导,感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣。【教学重点、难点】 教学重点：动能的概念。 教学难点：对动能定理的理解和应用。【教学方法】 探究、讲授、讨论、练习【教具准备】 多媒体课件【教学过程】 新课导入上节课我们用实验探讨
2、了在一个特殊情形下动能与的关系，这节课我们将用理论进行推导，看理论与实验是否相符。（观看日本的海啸）提问：洪水为什么具有这样大的破坏性？ 板书动能、动能定理.师：我们知道动能的大小是与哪些因素有关?生：物体的质量和速度有关，物体的质量越大，运动的速度越大，物体具有的动能就越大。那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢?我们接下来就来探究这个问题。新课教学动能的表达式 (投影展示思考，小组合作讨论)思考1：一架在水平跑道上的飞机在牵引力的作用下（不记阻力），在起飞跑道上加速运动，速度越来越大，问：（1）飞机的动能如何变化？为什么？ （2）飞机动能变化的原因是什么？ （3）牵引力对飞机所做
3、的功与飞机动能的变化之间有什么关系？引导学生回答（1）飞机的动能增大，因为飞机的质量不变，但是速度越来越大。 （2）由于牵引力对飞机做功，导致飞机的动能不断增大。 （3）由功能关系可以得到，牵引力对飞机做了多少功，飞机的动能就增加多少。方法渗透 由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系，我们可以根据做功的多少，来定量地确定动能 。（用投影仪投影下列物理情景及问题，学生自主学习“动能的表达式”并完成相应问题。） mLFmF一个初速为v1，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移L，速度增加到v2;1. 物体在恒力作用下做怎样的运动？2. 物体加速度为多大？3. 物体的位
4、移可以怎样表示？4. 在这个过程中恒力做的功为多少？【学生作出相应回答】W=强调这里的力为合外力，这个式子对比重力做功与重力势能变化量关系的过程：重力做的功表明重力做的功等于“mgh”的变化，同理这个式子可以用文字叙述成什么？学生归纳用文字语言表述表中的结论： 力F所做的功等于“mv2”这个物理量的变化。 物理学上就把这个具有特定意义的物理量叫动能。补充：（鼓励：这位同学总结得非常好，我们都要向他学习）我们在上一节课的实验探究中已经表明，力对初速度为零的物体所做功与物体速度的平方成正比，这也印证了我们的想法。（板书）一 动能 （）动能的表达式：一个新的物理量的学习，除了对它的概念和表达式的学习
5、以外，还要掌握它的其他什么相关内容？请同学们类比“重力势能”这个物理量的学习过程，总结还应掌握哪些动能的相关内容。学生回答：动能的单位、动能的矢量性、是状态量还是过程量、正负性。1. 单位：焦耳（J） 2. 矢标性：标量3. 状态量 正值补充：这位同学总结的很好，很全面，只有一点需要补充一下，我们知道，重力势能和弹簧的弹性势能都与相对位置有关，那么动能有没有相对性呢?动能也应该有相对性，它与参考系的选取有关。以后再研究这个问题时，如果不加以特别的说明，都是以地面为参考系来研究问题的。课堂练习：1 质量一定的物体( BC ) A.速度发生变化时，其动能一定变化 B.速度发生变化时，其动能不一定变
6、化 C.速度不变时其动能一定不变 D.动能不变时，其速度一定不变2.我国在1970年发射的第一颗人造地球卫星，质量为173Kg,做匀速圆周运动的速度为7.2km/s，它的动能是多少？ 学生自己计算：=173（7.2）J=(过渡)有了动能的表达式后，前面我们推出的W,就可以写成WEk2Ek1这个式子表明什么问题呢?请你用文字叙述一下。学生叙述：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。补充：（鼓励）而这位同学刚刚归纳的这个结论，就是我们今天要学的动能定理。（板书）二 动能定理 内容：力（合外力）)在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。1.物体动能的变化：2
7、.表达式：3.公式中各量的物理意义及单位学生回答：（老师引导）表示合力做的功，（怎么求合力做的功？）1、先求物体所受的合外力，在求合外力做的功；2、外力做功之和（这里的力都应该是恒力）。（那如果我们遇到的是变力怎么办？如动力机器在一恒定功率启动的时候，牵引力随着速度的增大而变小，那怎么求这时合力做的功？）W=Pt单位J，表示末动能，表示初动能，（所以我们要搞清楚初速度和末速度，才能正确的表达出初动能和末动能）表示动能的变化，这与一过程相对应，右面的单位也是J。那中间还有一个“等于”表示什么意思？一个是表示左右两边单位相同，另外引起物体动能变化的原因是因为合力对物体做了功，合力所做的功等于物体动
8、能的变化，所以物体动能的变化可以用什么来量度呀？合力所做的功。“=”反映了动能的变化用合外力对物体所做的功来量度。小组合作讨论： 1.当力对物体做正功时，物体动能如何变化？（课件展示问题） 2.当力对物体做负功时，物体动能如何变化？拓展：刚才我们推导出来的动能定理，我们是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解? 当物体受到的力是变力，或者物体的运动轨迹是曲线时，我们仍然采用过去的方法，把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也能得到动能定理 正是因为动能定理适用于变力做功和曲线运动的情
9、况，所以在解决一些实际问题中才得到了更为广泛的应用（板书）三 应用（投影展示例题，学生分析问题，讨论探究解决问题的方法）例1.一架喷气式飞机，质量5103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的位移为L500时，达到起飞速度60/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(0.02)，求飞机受到的牵引力. 引导学生审题并思考：1. 飞机的初速度多大？末速度多大？2.飞机运动过程中水平方向受到哪些力的作用？各个力的大小和方向如何?（请同学们思考分析，并解决这个问题，给同学们一定时间，老师巡回指导）抽点学生叙述解题思路。有的可能用动能定理解决这个问题，有些可能用牛顿运动定律和运动学公式解决这
10、个问题，（如果没有，教师引导）并正在屏幕上展示这两种解题过程。小组合作讨论：比较上面两种解题过程，分析运用动能定律解题的优点。引导学生总结： 1.动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿运动定律方便。 2.动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿运动解决这样一类问题非常困难。课后思考1：请大家根据这道题总结一下用动能定理解决问题的一般步骤。课后思考2：完成教材73页例2，并思考：做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，或从一个物体转移到另一个物体的过程。在例2中，阻力做功，汽车的动能到哪里去了？【课堂小结】（让学生自己小结，在屏幕上展示小结内容）7.7 动能和动能定理 动能的表达式 1动能的表达式： Ek= 2动能的单位和标矢性 动能定理 1推导过程 2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 3公式表示：W合Ek 动能定理的应用【课外活动】请同学们收集在实际生活中，什么情况下人们需要增加物体的“动能”，什么情况人们想要减少物体的“动能”？【布置作业】问题与练习：P74 2.3.4【板书设计】7.7 动能和动能定理一动能 动能的表达式Ek=二动能定理 1内容2公式表示：W合Ek 3. 理解三应用【教学后记】
