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东新区优质课教案——崔晓伟
来源:本站    发布时间:2017-06-22    阅读次数:3052次

必修二(er)第七(qi)(qi)章第七(qi)(qi)节动能和(he)动能定理教案设计(ji)       

上(shang)课(ke)年级

高(gao)一(yi)

学科(ke)

物(wu)理

主题

动能和动能定理

导学教师

崔晓伟

课时数

1课时(shi)

课型

问题综合(he)解决课

学习日(ri)期(qi)

 

学   习   目    标

 

 

知识与技能

1.通过复习回(hui)顾知道推(tui)导能量的表达式(shi)时所采用(yong)的思想

2.通过推导动能表达式过程,理(li)解(jie)动能定理(li)

3.通过例题(ti)(ti)解(jie)析及训练,能(neng)够利用(yong)动能(neng)定理(li)进(jin)行(xing)简单(dan)的计算,并(bing)总结利用(yong)动能(neng)定理(li)解(jie)决问(wen)题(ti)(ti)一般(ban)步(bu)骤

 

过程与方法

1.运用演绎推导方(fang)式(shi)推导动能定理的表达式(shi).

2.理论(lun)联(lian)系实际,学(xue)习运用动能定理分析解决(jue)问题(ti)的方法.

 

情(qing)感、态(tai)度与价值观

通(tong)过动能定理的演(yan)绎推导(dao).感受成功的喜(xi)悦,培养学(xue)生对科学(xue)研究的兴趣.

 

 

 

 

 

重(zhong)点

难(nan)点

重点:动能(neng)的建立

难点:动(dong)能定理及其应(ying)用

关键

问(wen)题

动能(neng)定理(li)表达式(shi)注意事项(xiang)和(he)使(shi)用一般步(bu)骤(zhou)

学(xue)习

方法(fa)

探(tan)究学习(xi)、小组合作、多元评价、针对性训练

学习

准备

1.教师课前准备:智(zhi)慧导学小(xiao)纸(zhi)条;针对性训练(lian)单

2.学生课(ke)前准备:预习评(ping)价内容展示

 

 

学(xue)习过程设计(第(di)1课时)

[新(xin)课导入]

 

师:在(zai)前(qian)几(ji)节我们学过,当力(li)(li)对(dui)一个(ge)物体(ti)做功(gong)的时候一定对(dui)应于(yu)(yu)某(mou)种能量(liang)形式的变化,例如重(zhong)力(li)(li)做功(gong)对(dui)应于(yu)(yu)重(zhong)力(li)(li)势(shi)能的变化,弹(dan)(dan)簧(huang)(huang)弹(dan)(dan)力(li)(li)做功(gong)对(dui)应于(yu)(yu)弹(dan)(dan)簧(huang)(huang)弹(dan)(dan)性势(shi)能的变化,在(zai)本章(zhang)1.追寻守恒量”中(zhong),已经(jing)知道外力(li)对物(wu)体做功使物体运动而具有的能叫做动能因此为了寻找(zhao)动能(neng)的表达式(shi),我们可以先(xian)研究力对物体做(zuo)的功,从而(er)找到动(dong)能的表达式,大(da)家先猜想一下(xia)动能与什么(me)因(yin)素有关?

生(sheng):应该(gai)与(yu)物(wu)体的质量(liang)和(he)速度有关.

师:我们(men)现在通过实验验证一下物(wu)体的动能与物(wu)体的质量和速度有(you)什么样的关系.

(实验(yan)演示或举例(li)说明)让滑块A从光滑(hua)的(de)导(dao)轨上(shang)滑(hua)下(xia),与静(jing)止(zhi)的(de)木(mu)块月相碰,推动木(mu)块做功.

师:让同一(yi)滑块从不同的高度滑下(xia),可以看(kan)到什么现象?[来源(yuan):Z,xx,k.Com]

生(sheng):让同(tong)(tong)一滑(hua)块(kuai)(kuai)从(cong)不同(tong)(tong)的高(gao)度(du)滑(hua)下,可以看到:高(gao)度(du)大时滑(hua)块(kuai)(kuai)把(ba)木块(kuai)(kuai)推(tui)得(de)远,对木块(kuai)(kuai)做的功(gong)多.

师:说(shuo)明(ming)什么(me)问(wen)题?

生:高度(du)越(yue)大,滑到底端时速(su)度(du)越(yue)大,在质量相(xiang)同的(de)情况下,速(su)度(du)越(yue)大,对外做(zuo)功(gong)的(de)本(ben)领越(yue)强,说(shuo)明物体由(you)于运动而具有的(de)能量越(yue)多.

师:让(rang)质量不同的木(mu)块从同一高度(du)滑下,可以(yi)看到什么(me)现象(xiang)?

生:让质量(liang)不同的木(mu)块(kuai)从同一(yi)高(gao)度滑(hua)(hua)下,可以看(kan)到:质量(liang)大的滑(hua)(hua)块(kuai)把(ba)木(mu)块(kuai)推得远,对木(mu)块(kuai)做的功多.

师:说(shuo)明什么问(wen)题?

生:相同(tong)(tong)的高(gao)度(du)滑下,具有的末速度(du)是(shi)相同(tong)(tong)的,之所以对(dui)外做(zuo)功的本(ben)领不(bu)同(tong)(tong),是(shi)因(yin)为物体(ti)(ti)的质(zhi)量不(bu)同(tong)(tong),在速度(du)相同(tong)(tong)的情况下,质量(liang)越(yue)大,物(wu)体(ti)对外(wai)做功的能力越(yue)强,也就是说物(wu)体(ti)由于运动而(er)具有的能量(liang)越(yue)多.

师(shi):那么把(ba)这个问题总结一下,得出的结论(lun)是什么呢?

 

[新课(ke)教(jiao)学]

 

一、动能的(de)表达(da)式    

师:通过刚(gang)才(cai)的实验我们(men)得到:物(wu)(wu)体(ti)的(de)质(zhi)量越(yue)大(da),速度(du)越(yue)大(da),它(ta)的(de)动能就越(yue)大(da).那(nei)么动能与(yu)物(wu)(wu)体(ti)的(de)质(zhi)量和速度(du)之间有什么定量的(de)关系呢?我们来看这样一个问题

(多屏互动展(zhan)示课本例题,学生(sheng)讨论解决问题,独立完成(cheng)推导(dao)过(guo)程)


设物体的(de)质量(liang)为m,在与运动方向相同的恒(heng)定外(wai)力F的作(zuo)用下发生(sheng)一段位移(yi)L,速度由Vl增大到V2,如图572所示(shi).试(shi)用(yong)牛顿运(yun)动定律和运(yun)动学(xue)公式,推导(dao)出力F对(dui)物体做功的(de)表达式.

 

 

(多屏互动展示(shi)学生(sheng)(sheng)的推导(dao)过程(cheng),让学生(sheng)(sheng)独立完成(cheng)推导(dao)过程(cheng))

 

师:刚(gang)才这(zhei)位同学推(tui)导得很好,最好是在推(tui)导过程中加上必要的文字说(shuo)(shuo)明,这(zhei)样就更完美了.这(zhei)个结论说(shuo)(shuo)明了什么问(wen)题呢?

生:从W= 这个式(shi)子可以看出(chu),”很可能是一个具有特定意义的物理量,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“”就应该是我(wo)们寻找的动能的表达式.    

(鼓励):这位同学总结(jie)得非(fei)常好,我(wo)们都要向他学习,我(wo)们在(zai)上一(yi)节课的(de)(de)实验探究(jiu)中已(yi)经(jing)表明,力(li)对初速度(du)为零(ling)的(de)(de)物体所(suo)做的(de)(de)功与物体速度(du)的(de)(de)平方成(cheng)正比,这也印(yin)证了我(wo)们的(de)(de)想(xiang)法。所(suo)以动能应该怎样定义呢(ni)?

生(sheng):在物理学中就用这(zhei)个(ge)物理量(liang)表示物体(ti)的动(dong)能,用(yong)符号Ek表示,Ek=

师:动(dong)能(neng)是矢量(liang)还是标量(liang)?

生:动能和所(suo)有的(de)能量一样,是标量.

师:国际单(dan)位(wei)制中,动能的单(dan)位(wei)是什么?

生:动能的单(dan)位和(he)所有能量(liang)的(de)单位一样(yang),是焦耳(er),符(fu)号(hao)J

师:我(wo)们知(zhi)道(dao),重力势(shi)能和(he)弹(dan)簧的弹(dan)性(xing)势(shi)能都(dou)与相对位置有(you)关,那么动能有(you)没有(you)相对性(xing)呢?

生(sheng):动能也应该有相对(dui)性,它与(yu)参考系(xi)的选取有关。

师:以后再研究(jiu)这个问(wen)题(ti)时(shi),如果不(bu)加以特别的说明,都是以地面为参考系来研究(jiu)问(wen)题(ti)的.

 

[课堂训(xun)练]

1.质(zhi)量一定的物(wu)体(ti)……………(    )

A.速(su)度发生变化(hua)时,其动能一定变化(hua)B.速度发生变化时,其动能不一定(ding)变化

C.速度不变时.其(qi)动(dong)能一定不变    D.动能不变(bian)时,其(qi)速度一定不变(bian)

2.下列几种情况(kuang)中,甲、乙两物体的动能(neng)相等的是………………(    )

A.甲的(de)速度是乙的(de)2倍,乙的质量是甲的2

B.甲的质量(liang)是乙的2倍,乙(yi)的速度是甲的2

C.甲的质量是(shi)乙(yi)的4倍,乙的速度是甲的2

D.质(zhi)量(liang)相同(tong),速(su)度大小也相同(tong),但甲(jia)向东(dong)运(yun)动,乙向西运(yun)动

参(can)考答案   BC     CD

 

二(er)动能定理

师:有了动(dong)能的表达式后(hou),前(qian)面我们推出的W,,就可以写成WEk2Ek1=,其中Ek2表示一个过程的末动能Ek1表(biao)示一(yi)个过程的初(chu)动能

师(shi):上式(shi)表明什么(me)问(wen)题(ti)呢?请你用文字(zi)叙(xu)述一下.[:学§科§网Z§X§X§K]

生(sheng):力(li)在一个过(guo)程中对物(wu)体(ti)所(suo)做的功(gong),等于物(wu)体(ti)在这个过(guo)程中动能的变(bian)化.

师:这个结论叫做动能定(ding)理.

师:如(ru)果物体受到(dao)几(ji)个(ge)力的作用,动能定理中(zhong)的W表示什么意义(yi)?

生:如果(guo)物(wu)体受到几个力的(de)作用,动能定(ding)理中(zhong)的(de)W表示(shi)的意(yi)义(yi)是合力做(zuo)的功.

师(shi):那(nei)么,动能(neng)定(ding)理更为(wei)一般的叙(xu)述方(fang)法是(shi)什么呢?

生:力在(zai)一个(ge)过程中(zhong)对物体所做(zuo)的功,等于(yu)物体在(zai)这(zhei)个(ge)过程中(zhong)动能的变(bian)化.

师:动能定(ding)理公(gong)式(shi)(shi)表达式(shi)(shi)

生: 

师:结(jie)合(he)生活实际,举例(li)说明。

1:上(shang)一节课做(zuo)实(shi)验(yan)探究物体速度与力做(zuo)功之间的关系时,曾经采用的一种方法(fa)是平衡摩擦(ca)力,实(shi)际(ji)上(shang)这时小(xiao)车受(shou)(shou)到的橡(xiang)皮筋的拉力就(jiu)等(deng)于(yu)物体所(suo)受(shou)(shou)的合力.

生(sheng)2:如果(guo)物体(ti)匀速下落,那么(me)物体(ti)的动能没有发生变化,这时(shi)合力是(shi)零(ling)(ling),所以合力做(zuo)的功就是(shi)零(ling)(ling).

3:例如,一架飞机在牵引力(li)和(he)阻力(li)的(de)共同作用下,在跑(pao)道上加速运动.速度(du)越(yue)来越(yue)大,动能越(yue)来越大(da).这个过程中是(shi)牵引力(li)和(he)阻力(li)都(dou)做(zuo)功(gong),牵引力(li)做(zuo)正(zheng)功(gong),阻力(li)做(zuo)负功(gong),牵引力(li)和(he)阻力(li)的合力(li)做(zuo)了(le)多(duo)少功(gong),飞机的动能就变化(hua)了(le)多(duo)少.

师:合力做的功应该(gai)怎样求解呢?我们(men)经常用什么(me)方法求解合力做的功?

生(sheng):合力(li)做(zuo)功(gong)有两种求解(jie)方法(fa),一种是先求出(chu)物体受到的(de)合力(li).再求合力(li)做(zuo)的(de)功(gong),一种方法(fa)是先求各个力(li)做(zuo)功(gong),然后求各个力(li)做(zuo)功(gong)的(de)代(dai)数(shu)和.

师(shi):刚才我(wo)们推(tui)导出来的动能(neng)定理,我(wo)们是在物体(ti)受恒力作用(yong)且做(zuo)直线运动的情(qing)况下推(tui)出的.动(dong)能定理是否可以应用于变力做功或(huo)物体(ti)做曲线运动(dong)的情(qing)况,该怎样理解?

生:当物体(ti)受到的力(li)是变力(li),或者物体(ti)的运(yun)动轨迹(ji)是曲线时(shi),我(wo)们(men)仍然(ran)采用过(guo)去的方法,把过(guo)程分解(jie)为(wei)很(hen)多小段,认为(wei)物体(ti)在(zai)每小段运(yun)动中受到的力(li)是恒力(li),运(yun)动的轨迹(ji)是直线,这样(yang)也能(neng)(neng)得到动能(neng)(neng)定理.

师:正是因(yin)为动能定理适用于(yu)变力做功(gong)和曲线运动的(de)情况,所以在解决一些实际(ji)问(wen)题中才得到了(le)更为广泛的(de)应(ying)用.我们(men)下面看一个例题:

投影(ying)展示例题,学生分析问(wen)题,讨(tao)论探(tan)究解决问(wen)题的方法

 

[课(ke)堂例题]

如图所示,物体从高为h的斜面体(ti)(ti)的顶端A由静止开始滑下,滑到水(shui)平面上的B点静止,AB的水平(ping)距离(li)为S,求:物体与接触面间的动摩(mo)擦因数(已(yi)知(zhi):斜面体和水平面都由同(tong)种(zhong)材料(liao)制成(cheng))

 

 

 

 

 

 

师:用(yong)动能定理和(he)我们以前解决这类问题的方法相比较,动能定理的优(you)点在(zai)哪里呢?

1:动能(neng)定理不涉及运动过程中的加速度和时间,用它(ta)来处(chu)理问(wen)题(ti)要比牛(niu)顿(dun)定律方便.

2:动能定理能够解决变力做功(gong)和曲(qu)线(xian)运(yun)动问题,而牛顿运(yun)动解决这样一(yi)类问题非(fei)常(chang)困难.

师:下面大家(jia)总结(jie)一下用动能定理(li)解(jie)决问(wen)题的一般步(bu)骤(zhou).

(投影展(zhan)示学生的解决问题的步(bu)骤,指出不足,完善问题)

 

 

用动能定理解题的(de)一般步骤(zhou):

1.明(ming)确研究(jiu)对(dui)象、研究(jiu)过程,找(zhao)出初末状态的速(su)度情况.

2.要对(dui)物体进行正确的(de)受(shou)力分析,明确各个力的(de)做(zuo)功(gong)大小(xiao)及正负情(qing)况.

3.明确(que)初末状态的(de)动能.

4.由(you)动能(neng)定理列(lie)方(fang)程求解,并对结(jie)果进行(xing)讨论(lun).

 

三、拓展训练

师(shi):请(qing)同学(xue)们(men)打开快题(ti),利用8分钟时(shi)间快速完成训练内(nei)容

 

四、当堂总结(板书设(she)计(ji))

1动能的表达式:

    动能是(shi)标(biao)量

    动(dong)能的(de)单(dan)位(wei):与功(gong)的(de)单(dan)位(wei)相同,在国际单(dan)位(wei)制中都是焦耳,简称(cheng):焦(J

    动能是状(zhuang)态量(liang),和物体的瞬时速(su)度对应(ying)

2、动(dong)能(neng)定理

   动(dong)能定理的表(biao)达(da)式(shi):  

   物理意义 力(li)在一个(ge)(ge)过程中对物体所做的(de)功,等于(yu)物体在这个(ge)(ge)过程中动能的(de)变化  

   这个结论叫做动(dong)能定(ding)理

   说明:1动(dong)能定理既(ji)适合于(yu)(yu)恒力(li)做(zuo)功(gong),也(ye)适合于(yu)(yu)变力(li)做(zuo)功(gong)

   2既适用(yong)于(yu)直线运动,也适用(yong)于(yu)曲线运动

   3动能(neng)定理是标量式,式中的功和(he)动能(neng)必须是相对于同一惯性参(can)考系的

   4应(ying)用动(dong)能定理解题时一般选单个物体作为研(yan)究(jiu)对象(xiang)

3应(ying)用动能定理解(jie)题的一般步骤

①确定研(yan)究对象

②受(shou)力分析,明(ming)确各个力做的(de)功

③确定(ding)初、末态的动能。(未知量用(yong)符号表示)

④根据动(dong)能定理(li)列(lie)方(fang)程(cheng),解方(fang)程(cheng)

⑤做检查

 

 

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