高中物理-动能和动能定理教学设计学情分析教材分析课后反思

1、第7节动能和动能定理教学目标.知识与技能.使学生进一步理解动能的概念，掌握动能的计算式.结合教学，对学生进行探索研究和科学思维能力的训练.理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题.过程与方法.运用演绎推导方式推导动能定理的表达式.理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法.情感、态度与价值观通过动能定理的演绎推导.培养学生对科学研究的兴趣.教学重点：动能定理及其应用.新课教学实验探究一、动能的表达式生（回答刚才的问题，总结实验结论）：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大.师：那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢？我们来看这样一个问题. TOC o 1-5 h z

2、（投影展示课本例题，学生讨论解决问题，独立完成推导过程）设物体的质量为 m,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,速度由V增大到V2,.试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式.（投影展示学生的推导过程，让学生独立完成推导过程）ma -V2=2all=师：刚才这位同学推导得很好，最好是在推导过程中加上必要的文字说明，这样就更完美了.这个结论说明了什么问题呢？12 121 9生：从 W=mv； mv2这个式子可以看出，“ 一 mv2”很可能是一个具有特定意义222的物理量，因为这个物理量在过程终了时和过程开始时的差，正好等于力对物体做的功， 所 以“ 2 mv2

3、”就应该是我们寻找的动能的表达式.师（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的功与物体速度的平方成正比，这也印证了我们的想法。所以动能应该怎样定义呢？ TOC o 1-5 h z 1c1c生：在物理学中就用 -mv 2这个物理量表示物体的动能，用符号日表示,Ek=mv2.22师：动能是矢量还是标量 ？生：动能和所有的能量一样，是标量.师：国际单位制中，动能的单位是什么？生：动能的单位和所有能量的单位一样，是焦耳，符号 J.师：1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173 kg,运动速度为7. 2 km/s,它的动能是

4、多大？生：根据计算可以得到我国发射的第一颗人造地球卫星正常运转的动能是4. 48X109J师：为了比较，我们再看这样一个例子；质量为 50 kg、运动速度为8m/s的同学在跑步中 的动能是多少？生：通过计算我们可以知道这位同学具有的动能是1. 6X103J.师：如果这些能量全部转化为电能，能够使100W勺灯正常工作多长时间？生：可以使100W勺电灯正常工作16s.师：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？生：动能也应该有相对性，它与参考系的选取有关。师：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.大家再看这样一个例子：父亲

5、和儿子一起溜冰，父亲的质量是60 kg ,运动速度为5 m/s,儿子的质量是30 kg ,运动速度为8m/s,试问父亲和儿子谁具有的动能大 ？生1:当然是父亲的动能大了.师：你是怎样得出这个结论的呢？生l :质量大动能就大.生2:根据计算，儿子的动能要大于父亲的动能.师（语重心长）：我们计算问题一定不要想当然，这样很容易出现错误，一定要有根据， 分析问题要全面.课堂训练.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2 .下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是 （）A .甲的速度是乙的 2

6、倍，乙的质量是甲的 2倍B .甲的质量是乙的 2倍，乙的速度是甲的 2倍C .甲的质量是乙的 4倍，乙的速度是甲的 2倍D .质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动 参考答案 1 . BC 2 , CD二、动能定理O 1 O师：有了动能的表达式后，刖面我们推出的W mv2 mv1 ,就可以写成 W Ek2一 TOC o 1-5 h z 2一 121212Ed= mv其中Ek2表布一个过程的末动能一mv2 ,Ek1表布一个过程白初动能一mv1.222师：上式表明什么问题呢 ？请你用文字叙述一下.生：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.师：这个结论叫做动能定理

7、.师：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？生：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示的意义是合力做的功.师：那么，动能定理更为一般的叙述方法是什么呢？生：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.师：结合生活实际，举例说明。生1:上一节课做实验探究物体速度与力做功之间的关系时，曾经采用的一种方法是平衡摩擦力，实际上这时小车受到的橡皮筋的拉力就等于物体所受的合力.生2:如果物体匀速下落，那么物体的动能没有发生变化，这时合力是零，所以合力做 的功就是零.生3:例如，一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速运动.速度越来越 大，动能越来越大.这个

8、过程中是牵引力和阻力都做功，牵引力做正功，阻力做负功，牵引 力和阻力的合力做了多少功，飞机的动能就变化了多少.师：合力做的功应该怎样求解呢？我们经常用什么方法求解合力做的功？生：合力做功有两种求解方法，一种是先求出物体受到的合力.再求合力做的功，一种方法是先求各个力做功，然后求各个力做功的代数和.师：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？生：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

9、线， 这样也能得到动能定理.师：正是因为动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况，所以在解决一些实际问题中才得到了更为广泛的应用.我们下面看一个例题：投影展示例题，学生分析问题，讨论探究解决问题的方法.一架喷气式飞机质量为 5.0X10 3kg,起飞过程中从静止开始滑跑.当位移达到l=5 . 3X102m时，速度达到起飞速度 v=60m/so在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍.求飞机受到的牵引力.师：从现在开始我们要逐步掌握用能量的观点分析问题.就这个问题而言.我们已知的条件是什么？生：已知初末速度，初速度为零，而末速度为v=60m/s,还知道物体受到的阻力是重力的0.02倍.师

10、：我们要分析这类问题，应该从什么地方人手呢？生：还是应该从受力分析人手。 这个飞机受力比较简单， 竖直方向的重力和地面对它的 支持力合力为零，水平方向上受到飞机牵引力和阻力。师：分析受力的目的在我们以前解决问题时往往是为了求物体的加速度，而现在进行受力分析的目的是什么呢 ？生：目的是为了求合力做的功， 根据物体合力做的功， 我们就可以求解物体受到的牵引 力.师：请同学们把具体的解答过程写出来.投影展示学生的解答过程，帮助能力较差的学生完成解题过程.解题过程参考解.飞机的初动能E“=0.末动能合力F做的功用=FL根据动能定理有+合力F为牵用力F*和阻力F.之差，而阻力和重力的关系为屋其中A-0.

11、03)所以F= F. -kmg代人上式后解出fl L下=司+ *加抑把数值代入后得到尸工1. 8X10* N飞机更到的牵引力是1,8X10, N.师：用动能定理和我们以前解决这类问题的方法相比较，动能定理的优点在哪里呢？生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定律方便.生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.师：下面大家总结一下用动能定理解决问题的一般步骤.（投影展示学生的解决问题的步骤，指出不足，完善问题）参考步骤用动能定理解题的一般步骤：.明确研究对象、研究过程，找出初末状态的速度情况.要对物体进行正确的受力分析，明确

12、各个力的做功大小及正负情况.明确初末状态的动能.由动能定理列方程求解，并对结果进行讨论.师：刚才这位同学分析得很好，我们现在再看例题2.投影展示例题2一辆质量为 m速度为V0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离1后停下来，试求汽车受到的阻力.师：这个问题和上一个问题的不同之处在哪里？生1:首先是运动状态变化的情况不同，上一个问题中飞机是从静止开始加速运动的， 是初速度为零的加速运动， 而这个问题中汽车是具有一个水平方向的初速度，速度逐渐减小的一个减速运动，最终的速度为零.生2:两个物体受力是不相同的，飞机受到的合力的方向和运动方向相同，而汽车受到 的合力方向和运动方向相反。生3:它们的动能

13、变化情况也不相同，飞机的动能是增加的，而汽车的动能是减小的.师：这也说明一个问题， 在应用动能定理时我们应该注意到，外力做功可正可负。 如果外力做正功，物体的动能增加；外力做负功，物体的动能减少.现在大家把这个问题的具体的解答过程写出来.（投影展示学生的解答过程，指导学生正确的书写解答过程）参考解答过程解：汽车的初动能、束动解分别为和0.圉力F做的功力 F电L应用动能定理有-%- 皿出 士由此解出写汽卒在这段运动中受到的阻打是师：通过以前的学习我们知道，做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程.在上面的例题中，阻力做功，汽车的动能到哪里去了？生：汽车的动能在汽车与地面的摩擦过程中转化成

14、内能，以热的形式表现出来，使汽 车与地面间的接触面温度升高.小结本节课的内容是高中物理的一个重中之重，是高考中必考的内容之一，并且所占的比 重非常大，所以要引起老师和学生的高度重视。本节连同下一节内容(机械能守恒定律)是用能量观点解决问题的重要组成部分，这两节课后可以加适当的习题课加以巩固，也可以在本节课后就加一节习题课.本节课的内容不是十分复杂，在用牛顿定律推导动能定理时学生一 般都能够自己推导，要放开让学生自己推导，以便学生对动能定理的进一步认识.动能定理的应用当然是这一节课的一个关键，这节课不可能让学生一下子就能够掌握应 用这个定理解决问题的全部方法，而应该教给学生最基本的分析方法，而这

15、个最基本分 析方法的形成可以根据例题来逐步让学生自己体会，这两个例题不难，但是很有代表性，分两种情况从不同角度分析合力做功等于动能的变化，一次是合力做正功，物体动能增 加；一次是合力对物体做负功，物体动能减少.可以在这两个题目的基础上，根据学生 的实际情况再增加一些难度相对较大的题目以供水平较高的学生选用.但是这节课的主 流还是以基础为主，不能本末倒置.板书设计7.7动能和动能定理动能的表达式.推导过程.动能的表达式.动能的单位和标矢性124. Ek= mv2,动能定理.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.公式表不;W = E；.例题：分析学情分析深入了解学生

16、是上好课的关键，我对学生的基本情况分析如下：通过初中的学习， 对功和动能概念已经有了相关的认识，通过第六节的实验探究， 认识到做功与物体速度变化的关系。将本节课设计成一堂理论探究课有着积极的意义。因为通过“动能定理”的学习，深入理解“功是能量转化的量度”，并在解释功能关系上有着深远的意义。(1)学生已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能。(2)学生已经认识到做功必然引起对应能量发生变化。(3)学生已经知道用牛顿第二定律和运动学公式可以把力学量与运动联系到一起。(4)通过三年多物理知识的学习，学生已经具备了一定的实验能力、分析问题能力、归纳总结能力效果分析本节课通过创设情景， 让学生在具体情景中

17、分析归纳，对动能和动能定理进行理解，加以巩固练习、实例探究使学生对于动能和动能定理有了深入理解、全面掌握，即理解个物理量和公式的内涵和外延。在学法上突出学生自主发现问题，开展合作探究，进行理论探究，引导分析总结等以学生为主体的特点。尤其关注课堂教学过程中学生个体差异产生新的教学资源并较好地进行利 用，运用评价手段不断引导学生学习，较好地将新课程理念结合于教学实际中。教材分析本课时内容主要包括动能和动能定理等两部分，它贯穿于这一章教材，是这一章的重点，也是力学的重点.由于新课标减少了对动量的考察，所以动能定理在力学中的重要性更突出了。课本在讲述动能和动能定理时，没有把二者分开讲述，而是以功能关系

18、为线索，通过恒力做功引人了动能的定义式和动能定理，这样叙述，思路简明，能充分体现功能关系这一线索。动能定理是高中物理内容中十分重要的内容之一，是中学阶段处理功能问题使用频率 最高的物理规律，他对前面研究恒力做功做了一个深入，对变力做功也适用， 并为进一步学习机械能守恒打下了基础，因此这一节有承上启下的作用。本节课的内容是高中物理的一个重中之重，是高考中必考的内容之一， 并且所占的比重非常大，所以要引起老师和学生的高度重视。本节连同下一节内容（机械能守恒定律）是用能量观点解决问题的重要组成部分，这两节课后可以加适当的习题课加以巩固，也可以在本节课后就加一节习题课. 本节课的内容不是十分复杂，在用

19、牛顿定律推导动能定理时学生一般都能够自己推导，要放开让学生自己推导，以便学生对动能定理的进一步认识.动能定理的应用当然是这一节课的一个关键，这节课不可能让学生一下子就能够掌 握应用这个定理解决问题的全部方法，而应该教给学生最基本的分析方法，而这个最基 本分析方法的形成可以根据例题来逐步让学生自己体会，这两个例题不难，但是很有代 表性，分两种情况从不同角度分析合力做功等于动能的变化，一次是合力做正功，物体 动能增加；一次是合力对物体做负功，物体动能减少.可以在这两个题目的基础上，根 据学生的实际情况再增加一些难度相对较大的题目以供水平较高的学生选用.但是这节 课的主流还是以基础为主，不能本末倒置

20、.动能和动能定理课后评测练习一、选择题（.16题只有一项符合题目要求；78题有多项符合题目要求）1. A、B两个物体在光滑的水平面上，分别在相同的水平恒力F作用下，由静止开始通过相同的位移s,若物体A的质量大于物体 B的质量，在这一过程中：（）A.物体A获得的动能较大B.物体B获得的动能较大C.物体AB获得的动能一样大D.无法比较物体AB获得的动能的大小.细绳拴一个质量为 m的小球将固定在墙上的轻质弹簧压缩，小球与弹簧不粘连。距地面 TOC o 1-5 h z 的高度为h,如图所示。现将细线烧断，不计空气阻力，则：（）A .小球的加速度始终为gB .小球离开弹簧后机械能一直增大C.小球离开弹簧

21、后在空中做平抛运动D.小球落地前瞬间的动能一定大于mgh.改变汽车的质量和速度都能使汽车的动能发生变化，在下列情况中，能使汽车的动能变 为原来3倍的是：（）A.质量不变，速度变为原来的3倍B.质量和速度都变为原来的3倍C.质量变为原来的3倍，速度变为原来的 1/3D.质量变为原来的1/3,速度变为原来的3倍.质量为lkg的物体沿直线运动的 vt图象如图所示，则：（）。I 23 的A.从第1s末到第3s末合外力做的功为 2J B.第1s末物体具有的动能为 4JC.前3s内合外力对物体做的功为2JD.第1s内合外力对物体做的功为4J.如图，滑块以V0速度滑入水平传送带，传送带速度始终保持v （v

22、V0）,滑块到达传送带右端时速度也达到 V。下列判断正确的是:A .摩擦力与滑块相对传送带位移的乘积等于滑块动能的增加量B.摩擦力对滑块所做的功等于滑块动能的增加量C.带动传送带转动的电动机多做的功等于这一过程产生的热能D.摩擦力对滑块所做的功等于滑块动能的增加量与产生的热能之和6.如图所示，一个物体由静止开始，从A点出发分别经三个粗糙斜面下滑到同一水平面上的Cl、C2、C3处。已知三个斜面的动摩擦因数都相同， 则下列说法正确的是：（）A.物体到达C3处的动能最大B.物体在Cl、C2、C3处的动能相等C.物体在三个斜面上克服摩擦力做功都相同D.物体沿A C3斜面下滑时克服摩擦力做功最多7.如图

23、所示，A、B质量相等，它们与地面间的动摩擦因数也相等，且Fa = Fb,如果A、B由静止开始运动相同的距离，那么：（）Fa对A做的功与Fb对B做的功相同Fa对A做功的平均功率大于 Fb对B做功的平均功率C.到终点时物体A获得的动能大于物体 B获得的动能D.到终点时物体 A获得的动能小于物体 B获得的动能.一质量为m的人站在观光电梯内的磅秤上，电梯以0.2g的加速度匀加速上升 h高度，在此过程中：（）A .人的重力势能增加了 0.2mgh B.人克服重力做功 mghC.人的动能增加了 1.2mghD.人的机械能增加了 1.2mgh二、非选择题.如图所示，竖直平面内的轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组

24、成，小球从斜面上 A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上一个半径为R的圆轨道，(1)若接触面均光滑.小球刚好能滑到圆轨道的最高点C ,求通过最高点 C的速度(2)若接触面均光滑.小球刚好能滑到圆轨道的最高点C ,求斜面高h.(3)若已知小球质量 m =0.1kg ,斜面高h =2m ,轨道半径 R =0.4m ,小球运动到 C点时对2轨道压力为mg,求全过程中克服摩擦阻力做的功.取 g=10m/s.飞机在水平跑道上滑行一段时间后起飞.飞机总质量m=1X104kg,发动机在水平滑行过程中保持额定功率 P=8000kW,滑行距离x=50m,滑行时间t=5s,然后以水平速度 vO=80m/s 飞离跑道后逐渐上升，飞机在上升过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供，不含重力)，飞机在水平方向通过距离L=1600m的过程中，上升高度为 h=400m .取g=10m/s