高中物理 第七章 机械能守恒定律 7.7 动能与动能定理教学设计 新人教版必修2

1、动能与动能定理教学内容及解析【内容】本节课是普通高中课程标准实验教科书物理必修2（人教2010年4月第3版）的第七章第七节，内容在上节课实验的基础上，通过分析说明提出了动能与动能定理的具体内容表述，得到动能与动能定理的数学表达式。【解析】通过前几节内容的学习，学生已认识到某个力对物体做了功就一定对应着某种能量的变化。在本章第一节“追寻守恒量”中，学生也知道了物体由于运动而具有的能叫动能。那么，物体的动能跟哪些因素有关？引起动能变化的原因是什么？这就是本节要研究的内容。本节内容，具有承前启后的作用。通过本节内容的学习，既深化了对功的概念的理解，使学生对“功是能量变化的量度”有了进一步地理解，拓展

2、了求功的思路，也为机械能守恒定律的学习打下了基础，并为用功能关系处理问题打开了思维通道。因此，本节内容既是本章的关键内容，也是重点内容。教学目标及解析【目标】1. 知道动能的符号、单位和表达式，会根据动能的表达式计算运动物体的动能。2. 能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义。3. 会用动能定理处理单个物体的有关问题。【解析】1. 通过实例使学生认识动能的大小与质量和速度有关，并能进行简单计算。2. 通过分组探究利用牛顿第二定律和运动学公式导出动能定理表达式，并理解其物理意义。3. 用具体的问题，让学生寻找物体动能的变化与力做功的关系。教学问题诊断分析学生学习时对动能

3、的理解特别是动能和做功之间的联系存在一定的困难。为此，采用视频使学生观察到做功能够引起速度的变化，而速度的变化引起了动能的变化，使学生将外力做功和动能变化有个感性的认识。进一步通过学生主动学习和合作探究得出二者之间的定量关系。教学过程中首先让学生对知识系统的认识，然后让学生分组探究得到知识的过程，再利用例题和变式训练加强对知识的理解，并通过练习的方式交给学生一些解题技巧。最后以问答式对本节内容进行小结。所以本次教学先给出学生知识点以突出重点，然后通过练习来完善学生对知识的掌握和应用放在目标检测中。教学支持条件分析1. 多媒体直观演示：利用PPT对相关视频和图片进行直观演示，激发学生学习兴趣和求

4、知欲望。2. 活动探究法：引导学生就动能表达式、动能定理及其解题步骤进行探讨，充分挖掘学生的思维。3. 小组讨论法：针对动能表达式及动能定理的相关例题，组织学生进行分组讨论，相互交流，共同探讨，培养学生团结协作的精神。教学过程设计教师引导学生分组讨论解决例题与变式一、基本流程目标检测课件展示得动能定义课堂小结前置作业让学生认识本节教学内容二、教学情境（一）导入新课 通过播放一段视频，引导学生了解做功能够引起速度的变化，而速度的变化引起了动能的变化，对外力做功和动能变化有个感性的认识。 设计意图 以学生们较熟知的视频导入，引导学生进入新课学习，激发学生的学习欲望。过渡自然，学生易快速进入状态。

5、师生活动 先由师生共同观看小视频，教师通过提问的方式，了解学生的理解情况。【前置作业】1、下图是我们从第六节探究实验中得到的，图中得到的关系是 Wv2 2、动能： 物体由于运动而具有的能量 ；动能与 质量 和 速度 有关。（1）表达式： EK= mV2/2 ，文字表达：动能等于物体 质量与物体 速度的二次方的乘积的 一半 。（2）单位： 焦耳（J） 3、动能定理（1）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。（2）表达式： W合Ek2Ek1= EK （3）适用范围： 恒力和变力；直线运动和曲线运动； 设计意图 检查学生的预习情况以及对之前课程的掌握情况，了解学生预习

6、中所遇到的问题，便于教师针对学生反应适时展开教学。有针对性的展开课堂探究，充分体现以学生为主的教学模式。 师生活动 事先要求同学们认真完成本节课所需要学习的内容，完成预习工作，上课时，以抽查的方式了解学生的预习情况。（二）新课讲解1、探究动能表达式【例题1】 一质量为m的物体在光滑的水平面上，受到与运动方向相同的恒定外力F的作用，发生一段位移L，速度由V1增加到V2。试用牛顿第二定律和运动学公式，推导这个过程中力F做的功与V1 、 V2的关系。（如下图）mFmFV1V2LGN【解析】牛顿第二定律：F合=F=ma 运动学公式：V22- V12=2aL 结合以上两式得：W=FL=mV22/2-mV

7、12/2分析概括：合力F所做的功等于 mV2/2 这个物理量的变化，所以在物理学中就用 mV2/2 这个量表示物体的动能。1.动能表达式：EK= mV2/2（焦耳J）2.文字表达：动能等于物体 质量 与物体 速度 的二次方的乘积的一半。3.动能的三个性质： 标量 ； 状态量； 相对性 。 设计意图 分小组探究动能的表达式，并以互评的形式呈现，一方面充分调动了学生的学习欲望，在合作中求进步，在合作中求发展，培养学生合作学习的意识。 师生活动 学生进行小组讨论，整理后学生派代表讲解，并由学生相互点评，展开研究活动，教师看情况点评以及作相应补充。【变式1】关于动能，下列说法正确的是（ C ）A物体的

8、动能可能是负值B物体做平抛运动时，水平方向速度不变，物体的动能也不变C物体做自由落体运动时，物体的动能增加D物体的动能变化时，速度不一定变化，速度变化时，动能一定变化 设计意图 有针对性的设计与动能相关练习，根据学生表现，观察学生对所学内容的掌握情况，便于获取学生学习信息。并且对于学生来说，以练习结合所学，可加强和巩固学生对所学知识点的理解与记忆。 师生活动 学生进行小组讨论，整理后学生派代表讲解，并由学生相互点评，教师作相应补充。2、动能定理表达式在物理学中，我们把例题1的结果：W= mV22/2-mV12/2（合外力做的功等于末动能减去初动能）称作动能定理。1、动能定理表达式：W合Ek2E

9、k1= EK2、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、合力做功两种计算方法：（1）先算合力，再用合力乘以位移；（2）先求每个力所做的功，再求 代数和 。4、分析：合力做正功，动能 增加 ；反之，动能 减小 。5、动能定理适用范围：不仅适用恒力做功，也适用于 变力 做功；不仅适用于直线运动，也适用于 曲线 运动。【例题2】一架喷气式飞机，质量m，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到L时，速度达到起飞速度v。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k倍。求飞机受到的牵引力F。（注：用动能定理求解）mmvLFGNF阻【解析】（研究对象和过程；受力分析求总功；初末状

10、态；列方程求解）动能定理：W合Ek2Ek1W合=（F-F阻）L =（F-kmg）L Ek1 =0 ；Ek2=mv2/2综合可得：F= mv2/(2L)+kmg 设计意图 有针对性的设计与动能定理相关练习，根据学生表现，观察学生对所学内容的掌握情况，便于获取学生学习信息。对于学生而言，练习结合所学，可加强和巩固学生对所学知识点的理解与记忆。 师生活动 学生进行小组讨论，整理后学生派代表讲解，并由学生相互点评，展开研究活动，教师看情况点评以及作相应补充。【变式2】质量为m的物体从高度为h=5m处沿光滑斜面静止滑下，滑至最低点时速率v为多少？(不计空气阻力，g=10m/s2,利用动能定理求解)【解析

11、】动能定理：W合Ek2Ek1W合=mghEk1=0；Ek2= mv2/2综上可得：v=10m/s GhN 设计意图 因为应用动能定理来求解实际问题对学生来说是一个难点，为了帮助学生更好的掌握和应用好动能定理。以小组讨论形式完成，培养学生团队合作精神。 师生活动 学生进行小组讨论，整理后学生派代表讲解，并由学生相互点评，展开研究活动，教师看情况点评以及作相应补充。（三）目标检测1、改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能是原来2倍的是（ C ）A、质量不变，速度变为原来的2倍B、质量和速度都变为原来的2倍C、质量减半，速度变为原来的2倍D、质量变为原来2倍，速

12、度减半2、关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系，下列说法正确的是（AB）A.如果物体所受合外力为零，则合外力对物体所的功一定为零；B.如果合外力对物体所做的功为零，则动能变化一定为零；C.物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化；D.物体的动能不变，所受合力一定为零。3、质量为m的物体沿半径为R=1m的1/4的光滑圆弧从最高点A由静止滑下，滑至最低点B时速率V为多少？(g=10m/s2)解：动能定理 ：W合=EK2-EK1 W合=mgREK2=mV2/2综上可得：V=4.47m/s 设计意图 有针对地设计题目，由浅至深，搭配合理，根据学生的表现对教学目标进行检测，利用反馈信息进行教

13、学反思，为今后的教学展开提供经验。同时，通过练习以加强和巩固学生对所学知识点的记忆。 师生活动 让学生独立完成与本节内容相关的练习题，学生当堂做题，教师根据学生的作答情况作相应说明。（四）课堂小结1、 动能：EK= mV2/2（标量）；2、 动能定理：W合Ek2-Ek1（合外力所做的功等于动能的变化量）；3、 利用动能定理解题思路。 设计意图 引导学生对本节课知识点进行小结，加深学生对所学知识点的理解与记忆。 师生活动 让学生回顾整节课所学知识点，自主进行小结，教师看同学们总结情况作相关的补充说明。配餐作业A组题1、若物体在运动过程中受到的合外力不为0，则（ ）A物体的动能不可能总是不变的B物

14、体的加速度一定变化C物体的速度方向一定变化D物体所受合外力做的功可能为02、两个物体质量比为14,速度大小之比为41,则这两个物体的动能之比()A.11 B.14C.41 D.21B组题1、一个学生用100N的力，将静止在球场上的质量为1Kg的足球以15m/s的初速度踢出20m远，则该学生对足球做的功为（ ）A.112.5J B.2000J C.1800J D.无法确定2、在距地面60m高处，以20m/s的速度水平抛出一质量为m的物体，求物体落地时的速度。（不计空气阻力，g取10m/s2）若考虑空气阻力，且物体落地速度为V2 = 30m/s，m=2kg，能否求出阻力做的功？C组题1、如图所示,AB为 圆弧轨道,BC为水平直轨道,圆弧的半径为R,BC的长度也是R.一质量为m的物体,与两个轨道的动摩擦因数都为,当它由轨道顶端A从静止下滑时,恰好运动到C处停止,那么物体在AB段克服摩擦力做功为()A.mgR B. mgR C.mgR D.(1-)mgR 2、质量为m=1kg的物体从A点由静止沿四分之一光滑圆弧开始下滑，圆弧的半径为R=0.8m,（g=10m/s2）求：（1）下滑到最底端B点时的速度