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文档简介
1、【课题】动能和动能定理(1课时)【教学内容分析】1 .课程标准对本节的要求:理解动能的定义和应用动能定理解决问题。2 .教材的地位和作用:本节内容是在上一节探究功与速度变化的关系实验的基础上进一 步学习功与能量转化的定量关系。本节课是普通高中课程标准试验教科书物理必 2 (人民教育出版社出版)第7章第 7节。本节教材目的在于理解动能定理的精髓,是进一步理解功能关系的重要支撑。3 .教材的编写思路:在上节实验的基础上,再以一个实例引入主题,进而推导动能的表达式与动能定理,然 后通过实例进一步加深对动能定理的理解和应用。4 .教材的特点:第一,要求学生熟悉对动能表达式的推导;第二,注重对动能定理的
2、理解;第三,要求学生对研究对象与过程的选取,分析能力;第四,注重运动学知识应用和动能定理应用的区别。5 .教材处理:动能定理是高中物理考纲要求的主干知识,对后面机械能守恒定律和能量 守恒定律有重要的启示和铺垫作用,在上节实验的基础上,得出决定动能的相关因素,质量 与速度。再用熟悉的物理情景进行演示实验(测量重力加速度时做过的实验)探究功与动能 的定量关系(推理、演绎归纳),最后巩固动能定理。【教学对象分析】1 .学生的兴趣:高一学生经过必修1的物理学习,特别是对牛顿三大定律和万有引力定 律的学习,对物理规律解释自然现象表示了深深地叹服,有较强的求知欲和探索精神2 .学生的知识基础:上节课通过实
3、验明确了做功与速度变化的关系;对功与能的关系有 初步的理解,如重力做功会改变物体的重力势能,弹力做功会改变物体的弹性势能等。3 .学生的认识特点:高中生的认识规律是从感性认识到理性认识,从定性到定量。学生 自己推理、归纳教学内容,进行情景分析、创新能力有待训练加强。【教学目标】1 .知识与技能(1)理解动能的概念;(2)知道动能定理物理意义,知道动能定理的适用范围;(3)理解动能定理及其推导过程,会用动能定理进行计算,解决问题。2 .过程与方法(1)通过参与整个探究过程,体验科学研究的方法和艰辛历程。(2)探究和验证过程中掌握观察、总结、熟练使用数学知识处理物理问题(3)熟悉推理、总结归纳的方
4、法3 .情感态度与价值观渗透研究自然规律的科学方法,培养学生对待科学实验严谨认真的态度, 通过动能表达 式和动能定理的推导演绎、理解应用,培养学生的科学探究的兴趣、好奇心与求知欲,以及 敢于进取的精神。【教学重点】1 .动能的概念.2 .动能定理及其应用.【教学难点】对动能定理的理解和应用。【教学策略设计】本节课在教学的指导思想上,以学生为主体,强调互动的师生关系,课程进行中渗透科 学探究的思想,贴近生活实际,使学生探究自然规律的同时获得学习物理的乐趣,激发学生 探究科学的热情。在教学方法和手段上,综合应用实验演示、讲授、讨论演绎推导等多种方法,注重教学 过程的科学探究的质量,重在理解,使学生
5、在课程的学习中提高科学探究的能力。同时辅以 多媒体课件演示,使一些无法观察,表现的物理情景得以直观呈现,加深感性认识和理性理 解。在学法指导上,让学生多进行观察思考、利用数学知识演绎推导,分析概括,从而得出 结论;使学生在获取知识过程中,领会物理学的研究方法,培养严谨的科学研究的态度。【教学用具】多媒体课件、铁架台、打点计时器、墨粉片、纸带、重物 ,毫米刻度尺。【教学流程图】-11 -,学生小结,/例题3/1 /思考解题/教师补充1【教学过程设计】教学内容教学环节活动时间教学活动设计意图教师学生播放 视频导入新 课0(播放视频)提问:结合所学的物理知 识,你能得出哪些物理观 点?观察思考阱回答
6、: 做功可以改变物 体的速度,也就是 改变物体的动能。激发认知需 要激发学习 兴趣新课 教学03我们今天先推导动能的表 送式,再来探究做功和动能 变化的定量关系引入课题003提问:上节实验课我们推 出:做功和物体速度变化的2关系:w元v ,则动能很 可能包含V2这个因子。可以 设一个实验来推导吗?思考阱回答:通过 实验测量功的数 值,再进行数据处 理来寻找两若之 间的关系。提出疑问激发学习兴趣05提问:你们有哪些具体的实 验方案吗?请大家分组讨 论小组内讨论,画出 实验草图引导提出实验方案 上06(请问学甲上讲台来展示 小组的设计方案,并解释设 计原理)同学甲通过实物 投影展示草图并 讲解:利
7、用重物做 自由落体运动,通 过打点计时器测 量重物卜落的高 度计算重力做的 功。其余同学参与 讨论。让学生经与课堂教学,培养学生的逻辑思维能力和口头表达能力08提问:此力某可行吗?思考阱回答:这个 方案我们用来进 行过测量重力m 速度,在这里也可 以用来测量重力 的功。采用熟悉的 物理情景,进 行再挖掘,有 利于理解后 面的推导进行实验09进行演示实验,并投影所打 出的纸带,测量,标记观察思考计算12回答:重力做功与重物动能的增量 基本相等。动能表达式匚12EK = - mv2推导13讲解:很好。在误差允许的 范围里,它们相等。计算证明:wG = mgl,2v2v2=2gl= 1=2二 2gZ
8、 22、日mg“2 -V1)信Wg =2g即1212即 wG = - mv2 mv122,、, 12所以一mv就是我们寻找2的动能表达式,请大家阅读 课本(讲解)阅读课本,笔记:动能表送式:匚1-2EK = mv22锻炼学生的 逻辑思维、数 学推导能力, 加深对功能 关系的理解例题115(投影)例题1:双人花样 溜冰时,男选手质量 60Kg, 速度是5m/s ,女选手质量是 40kg,速度是 8m/s.问:谁 具有的动能大?回答1 :当然是男 选手动能大,因为 他质量大很多。回答 2 :由12EK = mv 计 2算得,男选手动能 为750J,女选手 动能为1280J,女 选手的动能大于 男选
9、手的动能通过对比,找 出平时学生 做题易犯犯 的错误,加深 认识,从而使 物理规律更 深入人心18点评:我们做题时一定不能 想当然,这样很容易出错, 一定要按我们的物理规律、 公式为根据,分析问题要做 到全同考虑。思考引起注意 加深理解动能定理19在得到动能的表达式后,1 212wG = mv2 - mv1 可以2 2写成 w = EK2 - EK1或1.121 一 2-州W = mv2 - mv1 可以 22看出:力在一个过程中对物 体所做的功,等于物体在这做笔记个过程中动能的变化,这就 是动能定理。20提问:如果物体受到几个力 的作用,动能定理中的W废 示什么意义思考回答:W是指 合外力所
10、做的功动能定理的适用 范围21提问:动能定理是物体受恒 力且做直线运动的情况下 推出的。动能定理是否可以 应用于变力做功或曲线运 动的情况?该怎样理解?思考呼解答:动能 定理同样适用。动 能定理表达式中 的W只有初动能 和末动能有关,与 中间的运动过程 无关。提出疑问激发学习兴趣例题223(投影)例) 的小球从离二 止落卜,不在沙池上又;停止,如图) 在沙池中运; 阻 力T H U请同学乙上:就 2:质里为m 沙池高 H处由静 计空气阻力,落 保入沙池 h后听示,求小球 动时所受平均多 大? )黑板解答思考计算 同学乙解答(黑板 书写)解:小球卜落全过 程,由动能定理w = EK2 - EK1
11、有:Mg(H+h)-fh=0 解得在沙池中所 受平均阻力大小, H +h f= h mg选题为了加 深对动能定 理各量的理 解,特别是对 运动过程的 选取与初末 状态的认识动能定理的特点28点评: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定 律方便。用动能定理解题, 必须明确初、末动能,要分 析受力及外力做的总功。做笔记例题3巩固练 习30(投影)例题3:如图一个 质里为M的小球,用长为 L 的轻绳悬于。点,小球在水 平拉力F作用下,从平衡位 置P点很缓慢地移动到 Q 点,此时悬线与竖直方向夹 角为0 ,则拉力F所做的功 是多少?“0”分析讨论,思考呼 解题,同时抽查学
12、 生的讨论结果。校对答案:WF - mgL(1 - coWF = mgL(1 - co巩固知识se)=mI,Q1【总结规律】35点评:根据运动状态作受力 分析,判定各力做功情况(特别是便利还是恒力做 功)及初、末速度是解答这 类题型的关键。请严格遵从 动能定理的运用步骤(投 影):确定研究对象及所 研究的物理过程分析物体的受力情况,明 确各个力是否做功,做正功 还是负功,进而明确合外力 的功确定始、末状态的动能(未知量用符号表示)根据动能定理列方程解 题、分析结果听讲、思考、记忆从直线过渡 到曲线,从恒 力过渡到变 力,通过解 题,体会动能 定理的适用 范围,解题步 骤。动能和动能定理 物理意
13、义,特点, 解题步骤、适用 范围小结38小结:(投影讲解)1 .探究推导动能的表达式:EK = mv222 .动 能 定 理 12121W = mv2 - - mv1 物理22意义和应用动能定理解题的步骤。3 .动能定理的适用范围:即 适用于恒力做功,也适用于回顾相关内容总结回顾知 识,加深理解变力做功,既适附于直线运 动,也适用于曲线做功。4.动能定理的特点是不必 追究全过程的运动性质和 状态变化的细节,对于求解 变力做功,曲线运动中的 功,以及复杂过程中的功能 转化,动能定理都提供了方 便。布置作业40布置作业【板书设计】11定义:物体由于运动而具有的能量动 动能2.表达式:上尸=1优/2
14、能和 、动能是标量、状态量动4单位:隹(J)能,L力在一个过程中对物体所做的功等于物体动能的变化定2.公式:n = Er - Eg或犷=g fnv: -g加片理动能定理 确定研究对象及所研究的物理过程分析物体的受力情况,明瑜各个力是否儆功,L 3,解题步骤J做正功还是负功,迸而明确合外力的功确定她、末状态的动能、根据我能定理列方程解题分析结果【学案设计】物体 而具有的能叫动能,物体的动能跟物体的 和 有关系。一、 动能1、定义式: ,文字表达:动能等于物体 与物体 的二次方白乘积的 。2、单位:;3、说明:动能是状态量,与物体的运动状态有关,在动能的表达式中,v应为对应时刻的瞬时速度;动能是标
15、量,动能与功一样,只有大小,没有方向,是标量。而且动能的数值始终大于零,不可能取负值;二、动能定理1、 内容:2、表达式:公式中W表示 的功,如果物体受到几个力的共同作用,W表示各个力做功的 ; EK2表示物体的动能;EK1表示物体的 动能。3、说明:动能定理揭示了物体的动能变化与外力功的关系,当合力对物体做正功时,末动能大于初动能,动能增加;当合力对物体做负功时,末动能小于初动能,动能减少;当合外力的功等于零时,初、末状态的动能相等。动能定理中的功应包括一切外力的功,而且在某一过程中,各力的功可以是同时的,也可以是不同阶段的。动能定理既适合于恒力做功,也适合于变力做功,既适用于直线运动,也适
16、用于曲线运动。在中学阶段,动能定理的研究对象是单个质点,它反映功这个过程量和动能这个状态量之间的关系,动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。给出了力对空间累积的结果。动能定理是标量式,式中的功和动能必须是相对于同一惯性参考系的。巩固练习1 .如图1所示,一木块放在光滑水平面上,一子弹水平射入木块中,射入深度为d,平均阻力为f .设木块离原点s远时开始匀速前进,下列判断正确的是A.功fs量度子弹损失的动能B. f (s + d)量度子弹损失的动能C. fd量度子弹损失的动能D. fd量度子弹、木块系统总机械能的损失2 . 一质量为2千克的滑块,以4米/秒的速度在光滑水平面上向左滑行。从某
17、一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度变为Ws,方向水平向右。在这段时间里水平力做的功为:A. 0B.=C.D. 一3 .用100N的力将0.5千克静止的足球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20米,则人对球做功为( )A. 200JB. 16JC. 2000JD.无法确定4 .静止在光滑水平面上的物体,在水平力F的作用下产生位移 s而获得速度v,若水平面不光滑,物体运动时受到摩擦力为 (n是大于1的常数),仍要使物体由静止出发通过位移s而获得速度v,则n水平力为 ()a n 1n 7 A.F B . F C . nF D . (n+1)Fnn5 .质量为0. 5kg的物
18、体,自由下落 2s,重力做功为, 2 s末物体的动能为(g取10m/s2)6 . 一颗子弹速度为 v时,刚好打穿一块钢板,那么速度为2V时,可打穿 块同样的钢板,要打穿 n块同样的钢板,子弹速度应为 7、如图所示,物体沿一曲面从A点无初速度滑下,滑至曲面最低点 Bt下滑的高度为5m.若物体的质量为1kg ,到B点的速度为6m/s,则在下滑过程中客服阻力所做的功是多少?【教学反思】通过上节实验课的学习,学生们会得出以下共识:通过实验得出做功与物体速度的关系M V2,从而初步理解了做功可以改变物理的动能,高中生的认识规律是从感性认识到理性认识,从定性到定量。所 以本节课设计了利用重物做自由落体运动的实验来让学生自己推理、归纳动能和动能定理的内容,培
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