--《動能動能定理》教學(xué)設(shè)計課題名稱動能動能定理授課時長45分鐘教學(xué)內(nèi)容分析課程標(biāo)準(zhǔn)要求“通過實驗，探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系。理解動能和動能定理。用動能定理解釋生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象”，確定的本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。教材分析課題的地位和作用：《動能和動能定理》是人教版普通高中教科書物理必修2第八章《機(jī)械能守恒定律》第三節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)教材是通過與前面學(xué)過的重力勢能和彈性勢能的類比，進(jìn)一步推理分析后定義物體的動能,并得到動能定理的表達(dá)式的。這種呈現(xiàn)形式旨在讓學(xué)生有根據(jù)、合乎邏輯地進(jìn)行學(xué)習(xí)，了解知識獲得的過程，充分體現(xiàn)了新教材重視過程與方法，重視探究式學(xué)習(xí)的特點。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)深化學(xué)生對功的概念和“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”的理解，拓展功的計算方法，為功能關(guān)系處理問題打開了思維通道，從而為機(jī)械能守恒定律的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。因此，本節(jié)內(nèi)容具有承前啟后的重要作用。學(xué)情分析學(xué)生在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)一步明確了：物體的速度、質(zhì)量越大，物體由于運動而具有的動能就越大。并認(rèn)識到功是能量轉(zhuǎn)化的量度，某個力對物體做功就一定對應(yīng)著某種能量的變化,那么已有的認(rèn)知經(jīng)驗就會激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思索物體動能的表達(dá)式和引起物體動能變化的原因，從而為我們接下來的探究教學(xué)提供有效條件。--PAGE14教學(xué)目標(biāo)物理觀念知道動能的定義式和單位，會根據(jù)動能的表達(dá)式計算運動物體的動能；理解動能定理的物理意義，會用動能定理處理單個物體的相關(guān)問題?？茖W(xué)思維1.通過理論推導(dǎo)得到動能和動能定理的表達(dá)式；2.在理解領(lǐng)悟動能定理的過程中體會類比法、微元法的應(yīng)用?？茖W(xué)探究1.依據(jù)從生活走向物理的理念，從生活中發(fā)現(xiàn)問題，形成動能與質(zhì)量以及速度有關(guān)的猜想，進(jìn)一步從“功”與“能”單位相同。2.“探究功與速度的關(guān)系”中，得出動能與速度平方有關(guān)的定性結(jié)論；3.在動能定理建立過程中，從簡單的恒力作用下的直線運動出發(fā)，利用已有的知識經(jīng)過理論推導(dǎo)得出新的初步結(jié)論，由此再引導(dǎo)學(xué)生過渡到對一般意義的變力作用下的曲線運動進(jìn)行理論推導(dǎo)，并對其進(jìn)行實驗檢驗。培養(yǎng)學(xué)生從特殊到一般、從低級到高級的探究思路，進(jìn)一步固化實驗是檢驗理論正確性的科學(xué)思想，并在過程中體會實驗驗證方法?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任1.通過自主學(xué)習(xí)和探究感受成功的喜悅,激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣和求知欲；2.通過同伴合作交流學(xué)會正確評價他人和自己，增強(qiáng)人際交往的能力。教學(xué)重點 理論探究動能和動能定理的表達(dá)式教學(xué)難點會用動能定理解決生產(chǎn)和生活中的實際問題教學(xué)設(shè)計思路本節(jié)課設(shè)計的主要目的是力求體現(xiàn)新課程理念:“注重科學(xué)探究,提倡教學(xué)方式多樣化”，體現(xiàn)“教學(xué)活動的本質(zhì)是學(xué)生特殊學(xué)習(xí)活動”的教學(xué)指導(dǎo)思想。通過推導(dǎo)外力對物體做功的表達(dá)式，從而得出動能，通過傳感器實驗得出合外力做功和物體動能定理變化的表達(dá)式。最后例題的選擇從單過程到多過程,從直線到曲線、從恒力到變力，目的是讓學(xué)生感悟運用動能定理解題的特點以及解題的優(yōu)越性和適用的廣泛性。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容教師活動學(xué)生活動基于新課標(biāo)的設(shè)計意圖一、引入（一）從生活走向物理、從物理走向社會?！獜摹八撇豢赡堋敝兄圃臁翱赡堋?。引發(fā)學(xué)生的興趣和思考，引出“物體動能與物體速度有關(guān)”。用撲克牌切黃瓜。教師：同學(xué)們，刀切黃瓜人人都會，有誰能用撲克牌切黃瓜呢？誰來試試？教師自己動手，左手持黃瓜，右手迅速揮牌斷瓜。教師：經(jīng)過前面的觀察，思考切瓜成功與失敗的原因。同時推薦一位女生和一位男生用撲克牌切瓜（失?。｀?、嚓、嚓……學(xué)生吃驚地看見教師牌到瓜斷的現(xiàn)象。結(jié)論：牌速度的大小是關(guān)鍵。用撲克牌切斷黃瓜的實際操作打破學(xué)生原認(rèn)知的“不可能”。激發(fā)學(xué)生的興趣，引起學(xué)生思考。思維培養(yǎng)：現(xiàn)象：牌慢瓜好，牌快瓜斷。視頻——學(xué)生觀看：1.網(wǎng)絡(luò)視頻少林弟子與外國研究者共同做的飛針穿玻璃實驗（圖1）。猜想：速度大能量大。驗證：常人飛針?biāo)俣刃ΣＡo穿透效果，經(jīng)訓(xùn)練后少林弟子飛針能穿透玻璃。普通水流對噴射的鋼板無作用，提高水壓增大水速能洗去鋼板表面的污漬，再增加水壓繼續(xù)增大水速可割穿鋼板。圖1飛針穿玻璃視頻截圖2.高壓水流切割厚鋼板視頻（圖2）。3.設(shè)計中體現(xiàn)從物理走向社會的課程理念，培養(yǎng)學(xué)生從猜想到實證的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，同時培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)科學(xué)邏輯步步深入進(jìn)行實證的科學(xué)思維和探圖2高壓水流切鋼板視頻截圖究的方法。結(jié)論：物體速度越大，其能量越大。（二）從生活走向物理。——鞏固“物問題：體育課上，從同樣高度落至泥地的籃球、實心沙球和鉛現(xiàn)象：籃球形成一點痕跡；實心沙球砸下淺坑；1.培養(yǎng)學(xué)生善于觀察常被忽略的現(xiàn)象并思考，形成從簡單現(xiàn)象出發(fā)進(jìn)行深入研究的習(xí)慣。體質(zhì)量越大，能量也越大”觀點，引出“物體動能與物體質(zhì)量有關(guān)”。球?qū)Φ孛嬖斐傻慕Y(jié)果有何不同？鉛球砸下深坑。結(jié)論：物體能量的大小還與物體質(zhì)量有關(guān)，物體質(zhì)量越大，能量也越大。2.培養(yǎng)學(xué)生思考問題的邏輯性、縝密性。二、科學(xué)探由已知進(jìn)行邏輯推演：功和能有相同的單位，從功的單位構(gòu)成推測與動能有關(guān)的物理量。由功的計算公式：W=F合l=mal得功的單位：kg·（m/s）2“探究功與速度的關(guān)系”中發(fā)現(xiàn)的“力對初速度為0的物體做的功與速度平方成正比”。猜想結(jié)論：物體動能的大小可能與物體質(zhì)量成正比，與物體速度的平方成正比。推證：設(shè)某物體的質(zhì)量為m，在與運動方向相同的恒定合力F的作用下發(fā)生一段位移l，速度由v1增加到v2，如圖3所示。 圖3推證示意圖合力F所做的功為：W=Fl （1）根據(jù)牛頓第二定律：F=ma （2）而 （3）聯(lián)立解得：W=- 經(jīng)過推導(dǎo)與mgh這個量相似，“1mv2”應(yīng)該是我們尋找2的動能表達(dá)式。這也契合了前面“探究功與速度的關(guān)系”的實驗結(jié)果，論證了猜想。究——物體動能與物體質(zhì)量、速度究竟有怎樣的定量關(guān)系。相關(guān)知識回顧：1.培養(yǎng)學(xué)生溫故知新的思（一）從“功”與1.功與能有相同的單位。維能力和品質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生從不“能”有相同單位出2.前面“探究功與速度的關(guān)同角度發(fā)現(xiàn)新問題的能力。發(fā)，對物體動能與質(zhì)系”發(fā)現(xiàn)，力對初速度為0的物2.讓學(xué)生體會對問題的研量和速度的關(guān)系進(jìn)體做的功與速度平方成正比。究可以從不同維度進(jìn)行。行定性思考和初步3.引導(dǎo)學(xué)生從力做功的公判斷。式出發(fā)尋找功的單位中體現(xiàn)的與質(zhì)量和速度的關(guān)系。4.引導(dǎo)學(xué)生尋找合力功與物體質(zhì)量和速度的關(guān)系。（二）計算合力功，推演合力功與物體質(zhì)量和速度的關(guān)系。3.從定性到定量，由低到高、由淺入深進(jìn)行理論推演，培養(yǎng)學(xué)生理論探究的科學(xué)思維品質(zhì)。三、動能概念動能的定義及動能定理的結(jié)論：1.是動能的定量表達(dá)式。是物體末狀態(tài)的動能，是物體初狀態(tài)的動能。合力對物體做的功等于物體的動能變化量——這就是動能定理。由v1、v2的瞬時性和W的過程性知道，動能是狀態(tài)量，動能變化是過程量，動能變化可以用合力做功來計算。動能和功都是標(biāo)量，主單位是“J”。自主學(xué)習(xí)教材上的例1、例2，體會解決相同問題所用方法較之以前的異同。的形成及動能定理內(nèi)容。的建立。1.培養(yǎng)學(xué)生知道科學(xué)理論必須經(jīng)過實驗驗證的科學(xué)研究理解動能、動能定理。方法和態(tài)度。引導(dǎo)學(xué)生從狀態(tài)、過程、狀2.培養(yǎng)學(xué)生用物理觀念解態(tài)量、過程量以及功和能的矢決物理問題的意識和能力。標(biāo)性等方面理解動能和動能定3.學(xué)習(xí)研究和處理問題的理；理解動能定理應(yīng)用過程的方法，在自主比對和發(fā)現(xiàn)中體相關(guān)問題。會隨著研究的深入，處理問題的方法和手段越來越巧妙和簡補充例題：質(zhì)量為0.2kg單，從而激發(fā)學(xué)生不斷學(xué)習(xí)、繼四、動能及動的石塊做自由落體運動。續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。能定理的應(yīng)用和實（1）通過測量并計算，求出4.培養(yǎng)學(xué)生分析和處理誤驗檢驗。石塊下落過程中0.2s時刻和差的實事求是的科學(xué)態(tài)度及團(tuán)0.3s時刻的動能。隊合作的精神。（2）測量并計算該過程合力做功，比較動能變化與合力做功大小。（一）邁向思維引導(dǎo)思考：5.培養(yǎng)學(xué)生的思維探究由更高的理論探究。1.將A到B過程細(xì)分為無易到難、由低級向高級邁進(jìn)。通限多微小過程，而每一個微小過數(shù)理結(jié)合處理問題，讓學(xué)生過程能否看成恒定合力作用下體會學(xué)科間知識和方法融合的的直線運動呢？重要性。2.這些無限多微小過程合力功的代數(shù)和與A到B過程的動能變化的關(guān)系？（二）對理論結(jié)果的實驗檢驗（圖5）。用光電計時器測單擺自由下擺一定高度h獲得的速度v。比較mgh與在誤差范圍內(nèi)是否相等。誤差分析。圖5斜面運動中動能定理驗證實驗讓學(xué)生體會理論的正確性依賴實驗檢驗的觀念，強(qiáng)化科學(xué)理論必須經(jīng)過實驗驗證的科學(xué)研究方法和態(tài)度。六、課堂小結(jié)、作業(yè)布置。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂總結(jié)。作業(yè)：教材課后練習(xí)題。教材發(fā)展空間學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容。提煉重難點和關(guān)鍵點，加深理解，應(yīng)用鞏固。七、板書設(shè)計 4.4動能動能定理導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解動能的概念及動能定理。[物理觀念]2.經(jīng)歷動能概念的建立過程，提高演繹推理能力，[科學(xué)探究]3.會用動能定理解決力學(xué)中的實際問題。[科學(xué)思維]4.感知生活中動能定理的應(yīng)用，提高理論與實踐相結(jié)合的能力。[科學(xué)態(tài)度與責(zé)任]一、動能：（實例展示，初步感知）概念：物體由于而具有的能量二、探究動能的表達(dá)式【問題1】光滑水平面上，質(zhì)量為m的物體，在與運動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移l，速度由v1增加到v2。試求這個過程中合外力做的功。如何用m、v1、v2表示力F做功呢？【1、結(jié)論】【2、小組討論】深入理解：動能表達(dá)式（對的打勾，錯的打叉）【3、動能的特點】1、2、3、動能定理【理論探究】理論探究結(jié)論：合外力做的功【實驗驗證：合外力做功與動能變化的關(guān)系】光電門光電門刻度尺【實驗探究結(jié)論】動能定理內(nèi)容：等于表達(dá)式：=