2022年物理动能定理教学设计 .pdf

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1、动能定理教学目标1、知识与技能(l)、知道动能的定义式和单位，会根据动能的表达式计算运动物体的动能；(2)、理解动能定理的物理意义，会用动能定理处理单个物体的相关问题；2、过程与方法(l)、通过理论推导得到动能和动能定理的表达式；(2)、在理解领悟动能定理的过程中体会类比法、微元法的应用；3、情感、态度与价值观(l)、通过自主学习和探究感受成功的喜悦，激发学生对科学研究的兴趣和求知欲；(2)、通过同伴合作交流学会正确评价他人和自己，增强人际交往的能力；重点难点(1)、理论探究动能和动能定理的表达式；(2)、会用动能定理解决生产和生活中的实际问题；设计思想本节课设计的主要目的是力求体现新课程理念

2、：“注重科学探究， 提倡教学方式多样化” 体现“教学活动的本质是学生特殊学习活动”的教学指导思想通过重力做功与重力势能变化之间的关系21WmghmghG，推导外力对物体做功的表达式(21222121Wmvmv)，从而得出动能和动能定理的表达式例题的选择从单过程到多过程，从直线到曲线、 从恒力到变力，目的是让学生感悟运用动能定理解题的特点以及解题的优越性和适用的广泛性教学资源动能定理多媒体课件教学设计【课堂引入】一、理论探究构建动能表达式师：请大家回忆有关动能的知识，动能与哪些因素有关生：质量越大 !速度越大，动能就越大师：物体的动能与物体的质量和速度究竟有什么样的定量关系？它的表达式如何？我们

3、如何去探究呢？(教师停顿片刻，学生思考) 师：我们知道功是能量转化的量度，前面我们研究了重力做功与重力势能的关系，从而确立重力势能的表达式” 重力做功与重力势能变化的关系式如何? 生：重力做功与重力势能变化的关系式是WG=mgh1-mgh2，由此得到重力势能的表达式Ep=mgh师：上节实验探究发现，力对物体做的功与物体速度变化的关系是2vW(物体初速度为 0)因此，功与速度变化的关系是导出动能表达式的一个桥梁点评：评析学习的过程是学生在原有知识和经验的基础上自我构建，自我生成的过程” 学生原有的知识和经验是教学活动的起点，在新知识教学中应注意与已学知识的联系精选学习资料 - - - - - -

4、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页【课堂学习】二、新课教学，理论探究给出情景：物体的质量为m，在光滑水平面上，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v；增加到v，恒力所做的功为W提出问题： 物体的动能与它的速度密切相关，而物体速度的变化又与它受力有关，能否从理论上探究做功与物体速度变化的关系？理论探究： (学生推导 )由运用运动学知识和牛顿第二定律得21222122212vvmavvFFlW三、猜想类比，寻找规律类 比 引 导 ：21222121Wmvmv与 前 面 得 出 的 重 力 做 功 与 重 力 势 能 变 化 的 关 系

5、WG=mgh1-mgh2很相似师：比较上面两个式子，能发现什么规律?(学生通过观察、类比、分析和讨论回答) 生 l：从两式比较可以看出：外力做功W 等于221mv的始末状态之差生 2：上面两式左边都是功，功是能量变化的量度，因此我们类比第二个式子右边221mv有可能是一个具有特定意义的物理量!应该也是一个能量的表达式吧生 3：上节课实验探究了功与速度变化的关系，得到功与速度的平方成正比(初速度为零 )”我们还知道物体的质量越大!速度越大，物体的动能越大，式中的221mv与 v 有关 ?有关，这应该就是我们寻找的动能表达式点评：教师适时启发!引导，采用师生互动的方式，运用推理和类比等方法，以激发

6、学生的思维迁移让学生知道物理概念和规律的来龙去脉，充分体现了新课程的教学理念师生总结：与重力势能一样，动能应该是状态量，动能是标量，单位是焦耳” 重力势能具有相对性有正负之分，动能也具有相对性” 虽然速度有正负，但动能却不可能为负值” 动能的相对性与重力势能相对性是不同的”(4)巩固练习， 及时反馈 (练习为了强化学生对动能的概念和表达式的深刻理解)评析课堂留给学生更多的思考时间，培养学生自学能力!归纳总结的能力四、拓展提高：领会动能定理的含义(1)动能定理的得出师：我们刚才推导用的物理模型是只有一个水平外力F 做功的情形，对于多个力做功的情形 (如水平面有摩擦)， 公式21222121Wmv

7、mv还成立吗？如果成立W 表示什么生：因为前面我们推导时用malFlW，即用 ma 表示 F，所以在一般情况下只要用W 表示合外力做的功，公式21222121mvmvW合同样成立师：如果公式21WmghmghG意义可以表示为重力做的功等于重力是能的减少，那精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页么公式21222121mvmvW合的意义又如何呢？生：物体所受合外力做的功等于物体动能的增加”师：此式就是我们今天学习的重要的内容一动能定理”(板书 )动能定理的内容：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表

8、达式21222121mvmvW合(2) 动能定理的应用动能定理是通过牛顿第二定律和运动学公式推导出来的，但它的应用范围更广泛题型一：动能定理在多过程问题中的运用例题 1、物体质量为15kg，静止在光滑的水平面上，受到 F1= 10N 恒力作用运动了10m，接着又在F2=20N 恒力作用下沿原方向运动了10m，求物体运动的末速度(教师观察学生解题情况，让学生板演后分析总结) 师：该题可以用牛顿运动定律和运动学公式求解，但要求两个加速度，比较复杂” 而应用定理求解可以化繁为简2221121mvSFSF得msFsFv22112点评：教师在习题教学中要引导学生用多种方法多个角度去思考问题，通过不同的方

9、法的比较，培养学生思维的敏捷性题型二：动能定理在曲线运动、变力问题中的运用例题 2、一小球用细绳相连系于天花板上，悬线长为L开始把小球拉直与悬点在同一水平面上，然后由静止释放，求小球运动到悬点的正下方时的速度? 师：引导学生讨论运动过程中物体受几个力，各力做功情况利用微元法把曲线运动转化为直线运动处理教师观察学生解题情况，让学生板演后分析总结）221mvmgh，得ghv2师生总结： 应用动能定理还能解决一些用牛顿定律与运动学规律无法处理的问题，动能定理不仅适用于直线运动也适用于曲线运动师生总结： 应用动能定理还能解决一些用牛顿定律与运动学规律无法处理的问题，动能定理不仅适用于直线运动也适用于曲

10、线运动老师适时渗透化曲为直、以恒代变等辩证思想，引导学生用科学的思维方法，揭示问题的本质和规律，从中概括领悟条件化，策略化!规律化的解题方法，在训练中潜移默化地提高学生的思维能力，培养良好的思维品质例题 3、一质量为m 的小球，用长为l 的轻细绳悬挂于O 点，小球在水平力 F 作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q 点，如图 5 所示，则力F 所做的功为A、cosmglB、mglC、cos1mglD、 Fl此题错误率非常高，学生普遍认为F 是恒力 ” 教师通过受力分析，认真精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页阅读题中

11、/缓慢地移动字眼， 知道 F 是变力，用动能定理可求出力F 所做的功为，cosmgl“ C答案正确 ”评析通过几个典型例题来巩固已学知识，强化了用动能定理解决问题的一般思路，感悟动能定理解题的优越性和普遍性”【板书设计】1、 动能的表达式2、 动能定理的内容3、 应用动能定理解题的一般步骤课堂反馈1对动能的理解【例 1】下列说法正确的是() A做直线运动的物体动能不变，做曲线运动的物体动能变化B物体的速度变化越大，物体的动能变化也越大C物体的速度变化越快，物体的动能变化也越快D物体的速率变化越大，物体的动能变化也越大【思维提升】 物体的动能大小只由质量和速率决定【拓展 1】 关于物体的动能，下

12、列说法中正确的是( ) A物体速度变化，其动能一定变化B物体所受的合外力不为零，其动能一定变化C物体的动能变化，其运动状态一定发生改变D物体的速度变化越大，其动能一定变化也越大2动能定理的简单应用【例 2】如图所示， AB 为 1/4 圆弧轨道，半径为R08 m，BC是水平轨道，长l 3 m，BC 间的动摩擦因数为 1/15今有质量m1 kg 的物体，自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止求物体在轨道AB 段克服阻力所做的功【拓展 2】 人骑自行车下坡，坡长l500 m，坡高 h8 m，人和车总质量为100 kg，下坡时初速度为4 m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s，g 取

13、10 m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为( ) A 4 000 J B 3 800 J C 5 000 J D 4 200 J 【例 3】一辆车通过一根跨过定滑轮的轻绳PQ 提升井中质量为m 的物体，如图所示，绳的P 端拴在车后的挂钩上设绳的总长不变，绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计开始时，车在A点，左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的，左侧绳长为H提升时，车向左加速运动， 沿水平方向从A 经过 B 驶向 C设 A 到 B 的距离也为H，车过 B 点时速度为vB求车由 A 移到 B 的过程中，绳Q 端的拉力对物体做的功是多少？参考答案：例 1、答案D 解析： 对于给定的物体来说

14、，只有在速度的大小(速率 )发生变化时它的动能才改变，速度的变化是矢量，它完全可以只是由于速度方向的变化而引起，例如匀速圆周运动速度变化的快慢是指加速度，加速度大小与速度大小之间无必然的联系精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页拓展 1、答案： C 例题 2、 【解析】 物体在从 A 滑到 C 的过程中，有重力、AB 段的阻力、 BC 段的摩擦力共三个力做功，WGmgR， FfBC mg，由于物体在AB 段所受的阻力是变力，做的功不能直接求根据动能定理可知W外0，所以 mgR mglWAB0，即 WABmgR mgl(1

15、 10 081 10 3/15) J6 J 例题 3、解析： 车在 B 点的速度可以作如图所示分解据几何关系可知：vB1 vBcos 45 22vB且 vB1即为物体此时的上升速度又据几何关系可求得运动过程中物体上升的高度 h (21)H对物体运用动能定理有：WT mg h12mv21B0 解得 WT(21)mgH14mv2B拓展 2：答案 B 课后测评关于物体的动能，下列说法中正确的是（）A一个物体的动能可能小于零B一个物体的动能与参考系的选取无关C动能相同的物体的速度一定相同D两质量相同的物体，若动能相同，其速度不一定相同2质量一定的物体( ) A速度发生变化时其动能一定变化B速度发生变化

16、时其动能不一定变化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3物体从高出地面H 处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落至沙坑表面后又进入沙坑h 停止（如图所示） 求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？4如图所示，质量为m 的物体，从高为h、倾角为 的光滑斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，最后停在水平面上，已知物体与水平面间的动摩擦因数为 求：（1）物体滑动至斜面底端时的速度大小；（2）物体在水平面上滑过的距离5、电动机通过一条绳子吊起质量为8 kg 的物体绳的拉力不能超过120 N，电动机的功率不能超过1 200 W，要将此物体由静止起用最快的方式将物体吊高90 m(已知物体在被吊

17、高90 m 以前已开始以最大速度匀精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页速上升 )，所需时间为多少？(g 取 10 m/s2) 参考答案：1、答案 D 2、答案 BC 3答案：hhH4答案：gh2h5、答案： 775 s 解析： 起吊最快的方式是：开始时以最大拉力起吊，达到最大功率后维持最大功率起吊在匀加速运动过程中，加速度为ammgFm1208 108m/s25 m/s2末速度 vtmmFP1 200120m/s10 m/s 上升时间t1vta105s2 s 上升高度h1v2t2a1022 5m10 m 在功率恒定的过

18、程中，最后匀速运动的速度为vmmgPm1 2008 10m/s15 m/s 由动能定理有Pmt2mg(hh1)12mv2m12mv2t解得上升时间t2575 s 所以，要将此物体由静止开始，用最快的方式将物体吊高90 m，所需时间为tt1t22 s575 s775 s 板书设计：1、动能定理的内容：2、对动能定理的理解：（1）合外力对物体做的功的理解（2）标量性（3）以地面为参考系（4）适用范围（5）是一种求功的方法. 3、应用动能定理解题的一般步骤（ 1）明确研究对象及所研究的物理过程。（ 2）对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和。（ 3）确定始、末态的动能。（未知量用符号表示） ，根据动能定理列出方程W合Ek2Ek1 （4）求解方程、分析结果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页