動能和動能定理——必修第二冊

第八章

機(jī)械能守恒定律

第三節(jié)主備人：吳亞東【公開課】教學(xué)目標(biāo)重難點(diǎn)教材處理與教法教學(xué)流程板書設(shè)計教材分析目錄學(xué)情分析

從整個高中物理來看，動能和動能定理具有承前啟后的作用，它既深化了對功的概念的理解，使學(xué)生對“功是能量變化的量度”有重要的理解。拓展了求功的思路，為機(jī)械能的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，為功能關(guān)系問題打開了通道。本節(jié)從恒力做功的分析開始，在得出動能表達(dá)式基礎(chǔ)上，推導(dǎo)動能定理，利用第二定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式。經(jīng)歷數(shù)學(xué)推導(dǎo)，演繹推理得到了動能定理?！窘滩姆治觥?/p>

從整個高中物理來看，動能和動能定理具有承前啟后的作用，它既深化了對功的概念的理解，使學(xué)生對“功是能量變化的量度”有重要的理解。拓展了求功的思路，為機(jī)械能的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，為功能關(guān)系問題打開了通道。本節(jié)從恒力做功的分析開始，在得出動能表達(dá)式基礎(chǔ)上，推導(dǎo)動能定理，利用第二定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式。經(jīng)歷數(shù)學(xué)推導(dǎo)，演繹推理得到了動能定理。【教材分析】

基礎(chǔ)扎實、思維活躍、求知欲強(qiáng)，但對于知識系統(tǒng)性、邏輯性較差，分析綜合處理問題能力不強(qiáng)?！緦W(xué)情分析】【

物理觀念】

理解動能的內(nèi)涵，能用動能定理分析解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象，解決一些相關(guān)

的實際問題?！究茖W(xué)思維】

能利用動能定理解決動力學(xué)問題和變力做功問題?！究茖W(xué)探究】

能通過理論推導(dǎo)得出動能定理的內(nèi)容?！究茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任】

通過對動能和動能定理的演繹推理，使學(xué)生從中領(lǐng)略到物理等自然科學(xué)中所蘊(yùn)含的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系，有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)和研究物理的興趣。教學(xué)目標(biāo)

【教學(xué)重點(diǎn)】

能科學(xué)探究功與動能變化的關(guān)系，借助牛頓第二定律，推到出動能定理。【教學(xué)難點(diǎn)】

會用動能定理處理有關(guān)實際問題，特別是動能定理在變力做功和曲線運(yùn)動中的應(yīng)用，領(lǐng)會運(yùn)用動能定理解題的優(yōu)越性。教學(xué)重難點(diǎn)（1）創(chuàng)設(shè)實驗。感性認(rèn)識功和動能改變量的關(guān)系，初步形成動能的概念。（2）設(shè)置多個情景，探究速度與做功的關(guān)系.幫助學(xué)生建立從感性到理性認(rèn)識。（3）采用講授法、討論法、歸納法相結(jié)合的教學(xué)方法。充分調(diào)動學(xué)生的積極性?！窘滩奶幚怼啃抡n引入思考：根據(jù)以下兩個問題，猜想動能的大小與什么因素有關(guān)？

（1）質(zhì)量相同的汽車，運(yùn)動得越快，具有的能量越多。動能與物體的速度有關(guān)

（2）相同的速度，載重貨車具有的能量要比小汽車具有的能量多。

動能與物體的質(zhì)量有關(guān)

？思考：如何驗證動能與質(zhì)量和速度的關(guān)系？

【結(jié)論】物體的質(zhì)量越大，速度越大，它的動能就越大。即質(zhì)量、速度是動能的兩個影響因素。設(shè)置實驗情景一：光滑平面上，質(zhì)量為m

的物體在與運(yùn)動方向相同的恒力F

的作用下發(fā)生一段位移l

，速度從0

增加到v2合作交流：通過思考和推導(dǎo)，探究找到關(guān)于動能的表達(dá)式情景二：光滑平面上，質(zhì)量為m

的物體在與運(yùn)動方向相同的恒力F

的作用下發(fā)生一段位移l

，速度從v1

減小到v2。探究F力功與動能該變量的關(guān)系情景三：質(zhì)量為m

的物體在與運(yùn)動方向相同的恒力F

的作用下，沿粗糙水平面運(yùn)動了一段位移l

，受到的摩擦力為Ff

，速度從v1

變?yōu)関2。探究合力功與動能該變量的關(guān)系理論推導(dǎo)理論推導(dǎo)

1、動能表達(dá)式：2、動能是標(biāo)量，是一個狀態(tài)量，單位是焦耳（J）3、動能只有正值，沒有負(fù)值。4、動能具有瞬時性。動能定理是物體在恒力作用，并且做直線運(yùn)動情況下得到的，動能定理是否適用于變力、曲線運(yùn)動？深入探究12345n-1n2.因果關(guān)系：

合力對物體做功是引起物體動能變化的原因，做功的過程實質(zhì)上是其他形式的能與動能相互轉(zhuǎn)化的過程，轉(zhuǎn)化了多少由合力做的功來量度。1.表達(dá)式W=Ek2—Ek1=ΔEk中的W為外力對物體做的總功求總功的兩種思路深入理解對動能定理的理解3.標(biāo)量式：式中的功和動能都是相對于同一慣性參考系的。一般是相對于地面。4.適用條件：

動能定理既適合于恒力做功，也適合于變力做功，既適用于直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動。5.實質(zhì)：

動能定理從能量變化的角度反映了力改變物體運(yùn)動的狀態(tài)時，在空間上的累積效果。對動能定理的理解深入理解【分析】本題已知飛機(jī)滑跑過程的始、末速度，

因而能夠知道它在滑跑過

程中增加的動能。根據(jù)動

能定理，動能的增加等于牽引力做功和阻力做功的代數(shù)和。

如圖8.3-2，在整個過程中，牽引力對飛機(jī)做正功、阻力做負(fù)功。由于飛機(jī)的位移和所受阻力已知，因而可以求得牽引力的大小。

例題評析

【例題2】人們有時用“打夯”的方式把松散的地面夯實（圖8.3-3）。設(shè)某次打夯符合以下模型：兩人同時通過繩子對重物各施加一個力，力的大小均為320N，方向都與豎直方向成37°，重物離開地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的質(zhì)量為50kg，g取10m/s2，cos37°＝0.8。求：（1）重物剛落地時的速度是多大？（2）重物對地面的平均沖擊力是多大？【分析】

如圖8.3-4，甲表示重物在地面上受到人的作用力，乙表示上升30cm后人停止施力，丙表示剛落地，丁表示砸深地面2cm后靜止。重物落地時的速度，即丙中重物的速度，可以對從甲至丙這一過程應(yīng)用動能定理來求解。重物對地面沖擊力的大小與從丙至丁這一過程中重物所受阻力的大小相等，可以對這一過程應(yīng)用動能定理來求解。

例題評析應(yīng)用動能定理解題的一般步驟

總結(jié)歸納板書設(shè)計針對目標(biāo)的達(dá)成度進(jìn)行檢測七、學(xué)習(xí)評價設(shè)計設(shè)計原則評價內(nèi)容依據(jù)目標(biāo)知識建構(gòu)與應(yīng)用認(rèn)識方式

評價方式課堂觀察交流互動檢測反饋八、教學(xué)反思?目標(biāo)制定?教學(xué)策略?教學(xué)效果?改進(jìn)措施反思的角度教學(xué)反思

本單元設(shè)計是以2017版新課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以學(xué)習(xí)進(jìn)階理論為基礎(chǔ)，以人教版教材必修二為主要參考，以落實核心素養(yǎng)目標(biāo)為目的，從學(xué)生實際和基礎(chǔ)出發(fā)，對本章的知識學(xué)習(xí)和能力發(fā)展做出規(guī)劃和設(shè)計。現(xiàn)對本單元教學(xué)設(shè)計成功與不足之處進(jìn)行梳理和總結(jié)成功之處有以下幾個方面：1.基于核心素養(yǎng)目標(biāo)，確定教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方案，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律及學(xué)科特點(diǎn)，設(shè)計循序漸進(jìn)的課時內(nèi)容。在整個單元教學(xué)設(shè)計中，不斷強(qiáng)化提高學(xué)生的物質(zhì)觀和相互作用觀。通過當(dāng)前熱門事物的引入，給學(xué)生滲透科學(xué)的物理方法，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。2.根據(jù)新課程的理念和新課標(biāo)的要求，關(guān)注學(xué)生獲取知識的過程，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)搭建平臺。例如，在驗證機(jī)械能守恒定律時，根據(jù)所學(xué)的機(jī)械能守恒的條件，然后給學(xué)生提出其思考的方向和自主學(xué)習(xí)的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案。這樣就把向?qū)W生呈現(xiàn)知識變成引導(dǎo)學(xué)生自主地獲取知識，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，而這正是新課程著力追求的價值目標(biāo)。?目標(biāo)制定?教學(xué)策略目標(biāo)達(dá)成情況對教學(xué)策略的反思反思的角度不足之處有以下幾點(diǎn)：對于學(xué)生原有認(rèn)知水平了解不夠深入，對前認(rèn)知和錯誤概念挖掘不夠，有些學(xué)生的思維障礙點(diǎn)沒能提前發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)存在一些困難。例如對于功和能的概念，學(xué)生總會覺得概念抽象且易混淆。對于學(xué)生原有的基礎(chǔ)程度估計過高，致使在解題過程中學(xué)生因為思路不清晰出現(xiàn)困