高中物理必修二教案-7.7动能和动能定理 -人教版.doc

第7节动能和动能定理教材分析1教材的地位和作用动能和动能定理是高中物理新人教版必修二第七章第7节内容动能定理是一条适应范围很广的物理定理是本章教学的重点本节课以功能关系为线索引出动能及动能定理并通过恒力做功让学生自己推导出动能定理表达式在解决问题时亲身体会到动能定理的优越性不仅是对运动学牛顿运动定律及功能关系的巩固也是为以后研究机械能守恒做铺垫因此本节课的学习要引导学生学会用科学的学习方法获得知识并体验到科学探究的乐趣2教学目标知识与技能1理解动能的概念及定义利用动能定义式进行计算2理解动能定理表述的物理意义掌握其推到过程并能进行相关分析与计算3领会运用动能定理解题的优越性理解做功过程就是能量转化或转移的过程会用动能定理处理单个物体的有关问题过程与方法1设置情景问题启发学生的思考让学生掌握解决问题的思维方法2掌握恒力作用下利用牛顿运动定律和功的公式推导动能定理3体会恒力作用下牛顿运动定律理与动能定理处理问题的异同点情感态度与价值观1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2通过动能定理的归纳推倒培养学生对科学研究的兴趣教学重点动能表达式的推导2动能定理的理解和应用教学难点动能定理中总功的分析与计算在初学时比较困难应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力2通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解让学生对功能关系有更全面深刻的认识教学方法及教具基于上面的教材分析我运用探究性互助学习的教学模式具体有诱导思维法猜想法推理法讨论法讲练结合法归纳法投影仪与幻灯片若干多媒体教学演示课件教学过程设计一动能的表达式导入新课问题一在高处的物体具有能量我们称为重力势能物体运动起来具有能量吗实验准备一个电机模型老师演示手摇扶手电机转子开始旋转电灯发亮问你看到了什么说明了什么答电机动起来电灯发亮说明运动的物体具有能量问题二请大家看一组照片然后猜想一下物体的动能大小和哪些因素有关呢问题三你有方法证明你的结论么引导学生重复初中所做得滑块撞击木块的实验演示滑块从斜面上滑下同一滑块高度越高滑块把木块推得越远同一高度质量越大滑块把木块推得越远引导学生得出物体的动能跟物体的质量和速度有关系问题四物体的质量越大速度越大它的动能就越大那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量关系呢引入本节课通过上一节的实验我们已经了解到力对物体做功与速度变化的关系即功与速度的平方成正比那同学们猜想一下功的大小与速度有关动能的大小也与速度有关那么功和动能之间会不会有什么联系呢活动二用投影片出示下列思考题光滑水平面上一物体质量为m在与运动方向相同的恒力F作用下物体发生一段位移L速度由V1增加到V2如图求此过程中合力F做功为多少提出问题定性分析物体在这个过程中有哪些能量发生了变化物体的动能变化的原因是什么恒力F对物体所做的功是多少与动能的变化之间有什么关系学生小组讨论并回答整个过程中物体高度没有变化所以重力势能不变物体的速度在不断增大所以只有物体的动能发生变化由于恒力对物体做功导致物体的动能不断增大功能关系根据功是能量变化的量度力做了多少功物体的动能就增大多少教师引导根据这个思路我们如何能将功动能的变化计算出来呢力对物体所做的功多大物体的加速度多大物体的初速末速位移之间有什么关系结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子教师请学生到黑板上推导过程由以上式子我们可以看到合力F所做的功等于这个物理量的变化又据功能关系功是能量转化的量度所以在物理学中就用这个量表示物体的动能得出动能表达式请同学们思考并回答1动能的单位是什么是矢量还是标量2动能能不能为负3动能表达式中v是瞬时速度还是平均速度4速度变化动能一定变化么牛刀小试关于动能下列说法正确的是BCDA动能不变的物体一定处于平衡状态B动能不可能是负的C一定质量的物体动能变化时速度一定变化但速度变化时动能不一定变化D物体做匀速圆周运动其动能不变介绍动能的变化请学生思考物体动能的变化与什么力做功有关问若物体同时受几个方向任意的外力作用情况又如何呢二探究动能变化与什么力做功有关提问我们知道重力做功导致重力势能改变那么动能改变是否对应了某种特别性质的力呢如果不对应那么是什么做功导致了动能的改变呢质量为m的物体在水平方向上受到恒定的牵引力F和阻力f作用经A处时的s速度为发生一段位移S后到达位置B时的动能各力对物体做的总功与物体动能的变化关系学生推导并展示总功W总WFWfW支WGFSfS00FfsF合SmaS问题Ff是什么力Ffs是什么力做的功将f换成同样大小的拉力结果会变吗结论动能改变对应了合力做功教师解释动能因为速度改变而改变根据牛顿定律速度的变化是合力导致的所以动能改变多少是合力做功决定的与是什么性质的力无关三动能定理1内容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3讨论当合力对物体做正功时物体的动能如何变化当合力对物体做负功时物体的动能如何变化4动能定理的适用条件是什么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用于曲线运动学以致用我们学习的最终目的下面我们就用动能定理解决一下物理问题例题一架喷气式飞机质量m5103kg起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s53102m时达到起飞的速度v60ms在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的002倍k002求飞机受到的牵引力请同学用之前学过牛顿运动定律的知识和今天讲的动能定理分别解此问题把同学们分成四组用不同的方法来做比赛谁先做完解法一以飞机为研究对象它做匀加速直线运动F合Fkmga又as由和得N18104N解法二以飞机为研究对象它受到重力支持力牵引力和阻力作用这四个力做的功分别为WW支W牵FsW阻s据动能定理得Fskmgs代入数据解得F19104分别找两个同学用实物投影介绍两种解法让学生体会动能定理解题的优越性找学生回答动能定理的优点1动能定理只跟初末状态有关不涉及运动过程的加速度和时间所以处理问题比较简便特别是中间过程比较复杂难以计算举例说明教师通过以上例题导学生总结动能定理的应用步骤1明确研究对象及所研究的物理过程2对研究对象进行受力分析并确定合力所做的功3明确始末状态确定始末状态的动能4根据动能定理列方程求解四课堂检测1改变汽车的质量和速度都能使汽车的动能发生改变在下列情况下汽车的动能各是原来的几倍a质量不变速度增大到原来的2倍b速度不变质量增大到原来的2倍c质量减半速度增大到原来的4倍速度减半质量增大到原来的4倍质量为的小球从离泥塘高处由静止落下不计空气阻力落在泥塘上又深入泥塘后停止如图所示求小球在泥塘中运动时所受平均阻力多大可以采用不同的方法五课后作业六板书设计动能和动能定理一动能定义物体由于运动而具有的能二动能定理内容合外力所做的功等于物体动能的变化表达式表达式动能是标量是状态量单位焦J解题步骤