人教版高一物理必修二教案：7.7动能和动能定理

动能和动能定理教学设计 一、教学目标 1、知识和技能： ⑴.理解动能的概念、符号、单位和表达式 ⑵.能从牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理，理解动能定理的物理意义 ⑶.领会运用动能定理解题的优越性，会用动能定理处理物体直线和曲线运动实际问题 2、过程和方法： ⑴.设置问题启发学生思考，让学生掌握解决问题的思维方法 ⑵.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 3、情感、态度和价值观： ⑴.通过动能定理的推导演绎，培养学生的科学探究的兴趣 ⑵.激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣，会选择用最优的方法处理问题 二、学情分析 初中，学生对动能有了感性的认识。在第一学期物理学习中，学生有运动学和牛顿第二 定律的基础。且通过本章前几节的学习，学生掌握好了功的计算，在第六节实验《探究功与 速度变化的关系》的基础上，学生已经知道了当物体 v0=0 时，合外力做的功 W 与物体速度 的二次方成正比的实验结论。 三、设计思路 动能定理是力学中一条重要规律，它反映了外力对物体所做的总功跟物体动能变化量的 关系，动能定理贯穿在本章以后的内容中，是本章的教学重点。学习掌握它，对解决力学问 题，尤其是变力做功，时间未知情况下的问题有很大的方便。 本课教学设计的过程为：导入新课──提出动能的概念──动能的变化──推导合外力 做的功和动能变化的关系（推理、演绎）得出动能定理──理解好动能定理──动能定理知 识应用例 1.2.3 题（直线，曲线）──方法总结──布置作业 四、教学重点、难点 1．重点：⑴动能概念的理解 ⑵动能定理推导及其理解应用 2．难点：对动能定理的理解 五、教学资源: 多媒体课件 投影仪 六、教学过程 教师活动 学生活动 点 评 （一）、引入新课 复习《探究功与速度变化的关系》实验 结论 （二）、新课教学 一.动能 提出动能定义和哪些因素有关？举出生 活中的事例，提出动能和物体的质量和速 度有关。 说明： ①动能的定义②表达式：Ek=1/2mv2 ③单位④标矢量⑤状态量⑥动能相对性⑦ 动能的变化ΔEk=Ek2- Ek1 思维深化判断正误： （1）动能是普遍存在的机械能中的一种基 本 形 式 ， 凡 是 运 动 的 物 体 都 有 动 能 ( ) （2）公式 Ek＝1/2 mv2 中，速度 v 是物体 相 对于 地面 的 速度 ，且 动 能总 是 正值 ( ) （3）一定质量的物体，动能变化时，速度 物体 v0=0 时，合外力做的功 W 与物体速度的二次方成 正比 物体由于运动而具有的能 量叫动能。 学生思考回答：动能的大小 由物体的质量和速率决定。 学生讨论：动能的单位和功 的单位相同焦耳 ，动能是 标量，状态量，理解好动能 的变化量ΔEk（对应一个过 程） 学生思考讨论 判断正误 加深对动能的理解。 深化对前一节课 所学内容的理解， 激发学生的探究 兴趣。 开门见山，直接点 题。 教师活动 学生活动 点 评 一定变化，但速度变化时，动能不一定变 化 ( ) （4）一定质量的物体动能不变，一定处于 平衡状态 ( ) 过渡：合外力做功 W 合和物体动能的变 化两者之间有什么关系？ 二、推导合外力做功 W 合与动能变化ΔEk 关系 学生分组协作，推导动能定理 设计情景：如图所示，某物体的质量为 m， 在与运动方向相同的恒力 F 的作用下发生 一段位移 l，水平面是粗糙的，摩擦力为 f, 物体的速度由 v1 增加到 v2，求合外力做的 功 W 合和速度变化ΔEk 的关系？ 选择学生的答案，投影学生的推导过程， 归纳，总结得出合外力做的功 W 合等于物 体动能的变化量ΔEk 三、动能定理 1、内容：力在一个过程中对物体做的功， 等于物体在这个过程动能的变化。 2、公式： 2 1 2 2 2 1 2 1 mvmvW  =ΔEk 3、动能定理的理解 （1）.合力对物体做的功的理解 学生思考推导,根据牛顿第 二定律：F-f =ma……① 根 据 运 动 学 公 式 ： v22-v12=2al…② 合外力做功： W 合=(F-f)L=mal………③ 由 ① ② ③ 得 ： 2 1 2 2 2 1 2 1 mvmvW  思考讨论理解好动能定理 学生对动能的理 解思维深化 让学生感受理论 推导的过程，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 推导探究过程。让 学生体会探究的 乐趣和喜悦。 在推导的基础上 教师活动 学生活动 点 评 ①W 合＝ F 合·Scosθ ②W 合＝W1+W2 +…Wn （2）.标量性 式子左边的功与右边的动能都是标量 （3）.对定理中“变化”一词的理解 ①W 合＞0， Ek2＞ Ek1 ， △ Ek＞0 ②W 合＜0， Ek2＜ Ek1 ， △ Ek＜ 0 （4）.适用条件 ①动能定理既适用于直线运动，也适用于 曲线运动 ②既适用于恒力做功，也适用于变力做功 ③在处理含有上述 F、s、v 物理量的问题 时，优先考虑使用动能定理 ④动能定理既可以分段应用，也可以整个 过程应用 （5）.解题步骤： ①定研究对象受力分析和运动过程分析 ②定各力的做功情况求 W 合 ③定始末状态的动能 Ek1 和 Ek2 ④列方程 W 合=Ek2-Ek1 进行求解 四、动能定理理解应用 例题 1：一架喷气式飞机，质量 m =5×103kg， 起 飞过 程中 从 静止 开始 滑 跑的 路 程为 L=5.3×102m 时 ， 达 到 起 飞 的 速 度 v =60m/s，在此过程中飞机受到的平均阻力 思维深化 进一步激发学生 的科学思维能力。 教师活动 学生活动 点 评 是飞机重量的 0.02 倍，求飞机受到的牵引 力。 强调动能定理解题步骤，注意解题规范 性。 例 2：如图，物体 Mｋg 从高为 h 的斜面体 的顶端 A 由静止开始滑下，滑到水平面上 的 B 点静止，斜面底端和水平面的接触处 为很短的圆弧形，物块和水平面间的动摩 擦因数相同，A 到 B 的水平距离为 S，求： 物体与接触面间的动摩擦因数 动能定理解题步骤，用分段法和全程法解 题 学生思考，讨论，完成例题 例 1：.由动能定理得 有 例 2 解：斜面长为 L，物体 与接触面间的动摩擦因数 为 滑到 C 点的速度为 V,从 A 滑到 C,由动能定理有: 通过问题的回答， 了解解题的基本 思路 通过问题和实际 事例，增加学生对 知识的感性认识 和横向联系，突破 教学难度 2 2 1 mvkmgsFs  kmgs mvF  2 2 8.9100.502.0103.52 60100.5 3 2 23    N4108.1  DCSl mvmglmgh     cos 2 1cos 2  教师活动 学生活动 点 评 例 3：如图，ABCD 为一竖直平面的轨道， 其中 BC 水平，A 点比 BC 高出 10 米，BC 长 1 米，AB 和 CD 轨道光滑。一质量为 1 千克的物体，从 A 点以 4 米/秒的速度开始 运动，经过 BC 后滑到高出 C 点 10.3m 的 D 点速度为零（g=10m/s2） 求:（1）物体与 BC 轨道的滑动摩擦系数； ⑵物体第 5 次经过 B 点时的速度； 强调动能定理也能用于曲线运动 解题方便快捷 五、对动能定理的总结 物体从 C 滑到 B,由动能定 理有: 学生思考： 1．牛顿运动定理和运动学 公式 2．分过程用动能定理 3．全过程用动能定理 例 3： （1）AD 段由动能定理 mgH- mgL- mgh=o-1/2mv2 得 =0.5 （2）有 mgH -4 mgL=1/2mvB2-1/2mv2 得 vB=13.3m/s 学生领悟：动能定理不涉及 物体运动过程中的加速度 和时间，应用比较方便 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。 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 s h SSS mvmgS CBDC CB      2 2 1    教师活动 学生活动 点 评 （三）布置作业：1、2、题 动能定理应用非常广泛 思考，理解掌握好动能定 理，梳理整节课的内容 强对知识和规律 的理解。同时拓展 学生的认知空间。 对课堂知识的巩 固和理解