1、 飛針穿玻璃 高中物理必修二 授課教師：何強(qiáng) 授課班級(jí)：高15級(jí)4班 授課時(shí)間：2013年5月探究動(dòng)能定理【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1、掌握動(dòng)能定理的推導(dǎo)、探究過程2、掌握動(dòng)能定理的表達(dá)式3、理解動(dòng)能定理的確切含義【教學(xué)重點(diǎn)】動(dòng)能定理的推導(dǎo)探究。【教學(xué)難點(diǎn)】對(duì)動(dòng)能定理的探究和理解新課教學(xué)一、復(fù)習(xí)引入：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)通過功能關(guān)系推導(dǎo)出了動(dòng)能的表達(dá)式，EK=,知道了動(dòng)能大小和物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，下面請(qǐng)同學(xué)回憶一下，動(dòng)能有哪些重要的特征？請(qǐng)同學(xué)回答：動(dòng)能是標(biāo)量、是狀態(tài)量，表達(dá)式中的“v”指的是瞬時(shí)速度根據(jù)功能關(guān)系的知識(shí)我們知道，物體的能量能夠發(fā)生變化，動(dòng)能也是如此，我們知道，物體受到不為零的外力作用，

2、速度會(huì)發(fā)生變化，那么，外力的作用是不是物體動(dòng)能變化的原因呢？請(qǐng)同學(xué)們判斷：力是使物體動(dòng)能變化的原因（ ）答案是錯(cuò)誤的，因?yàn)榱Φ淖饔媚軌蚴顾俣劝l(fā)生變化，但是速度的變化不一定是速度大小的變化，比如，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，受到不為零的合外力作用，但是動(dòng)能并沒有發(fā)生變化。那么，究竟是什么原因使動(dòng)能發(fā)生變化的呢？動(dòng)能的變化又與哪些因素有關(guān)呢？今天我們一起從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面一起來探究一下動(dòng)能定理。二、新課教學(xué)（一）、理論推導(dǎo) 投影：在以下簡化情景中求出里對(duì)物體做功的表達(dá)式：設(shè)物體的質(zhì)量為m，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移l，速度由v1增加到v2，如圖所示。試用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，推

3、導(dǎo)出力F對(duì)物體做功的表達(dá)式。根據(jù)功的公式：W=FX恒力作用下物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)：V22-V12=2aX可以得出： 也可以寫成：上面式子表面，力對(duì)物體做功的過程中，物體動(dòng)能在發(fā)生改變，而且，力對(duì)物體做功的多少等于物體動(dòng)能的該變量。這個(gè)結(jié)論中體現(xiàn)了力對(duì)物體做功和動(dòng)能改變量之間的關(guān)系，我們把這個(gè)關(guān)系式稱為動(dòng)能定理。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)我們剛才推導(dǎo)的過程認(rèn)真思考，回答一下問題：1、公式中的功指的是哪個(gè)力對(duì)物體做的功？ 必須是合外力所做的功2、動(dòng)能定理中的“=”表示哪些含義？ 式中的“=”表示動(dòng)能變化的原因是合外力對(duì)物體做功，同時(shí)也表示合外力對(duì)物體所做的功等于物體初末狀態(tài)動(dòng)能的改變量3、等式的右邊表示的含義是

4、什么？等式的右邊表示物體初末狀態(tài)動(dòng)能的改變量4、式中我們的參考系是什么？ 動(dòng)能定理中必須以地面為參考系（二）、實(shí)驗(yàn)探究以上是我們根據(jù)公式，從理論角度來推導(dǎo)出了動(dòng)能定理，知道了物體動(dòng)能變化的原因是合外力對(duì)物體做功，合外力對(duì)物體做功的多少等于物體動(dòng)能的改變量，但是，作為一個(gè)定理的正確性，我們不僅僅需要理論的推導(dǎo)更需要實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，下面我們就一起通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證動(dòng)能定理的正確性：請(qǐng)同學(xué)們先閱讀教材69頁，然后回答以下問題：1、這個(gè)實(shí)驗(yàn)在以前的哪個(gè)知識(shí)點(diǎn)用到過？ 探究牛頓第二定律2、本節(jié)課中我們需要驗(yàn)證的是什么？物體合外力所做的功與物體動(dòng)能的改變量之間的關(guān)系3、我們應(yīng)該怎樣做？利用實(shí)驗(yàn)裝置，分別測(cè)量物體合

5、外力所做的功，還有物體初末狀態(tài)動(dòng)能的改變量帶著這些問題，我們一起來探究：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄啃≤囁芎贤饬ψ龉托≤噭?dòng)能變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)原理：（1）小車所受合外力做功：合外力F：本實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為鉤碼重量等于F 對(duì)小車受力分析后必須采取兩項(xiàng)措施：a：墊高：平衡小車所受摩擦力 b：小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量或加速度小 小車所發(fā)生的位移X：利用紙帶打點(diǎn)，刻度尺測(cè)量 （2）小車動(dòng)能的改變量：質(zhì)量M：天平測(cè)量 速度v：推論二計(jì)算實(shí)驗(yàn)器材：木板、小車、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺、天平、電源實(shí)驗(yàn)步驟：1、按照如圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置； 2、用天平測(cè)量小車質(zhì)量； 3、小車的繩子掛上鉤碼，小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源再釋放小車，重

6、復(fù)幾次，選擇理想紙帶進(jìn)行測(cè)量； 4、在紙帶上用刻度尺測(cè)量位置，并把數(shù)據(jù)填入相關(guān)表格。數(shù)據(jù)處理：BCDEF位移X（cm）21.6028.6136.7045.7555.75速度v（m/s）0.65550.7550.8570.95251.051功W（J）0.04320.057220.073400.09150.1115EK0.04290.057000.073440.09070.1105實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差范圍內(nèi)W總=EK誤差分析：實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為打O點(diǎn)時(shí)速度為零，實(shí)際上并不為零，造成誤差以上我們一起從兩個(gè)方面探究了動(dòng)能定理，從理論和實(shí)踐都得出了同一個(gè)結(jié)論：物體所受的合外力所做的功等于物體動(dòng)能的改變量，這就是動(dòng)能

7、定理。（三）、對(duì)動(dòng)能定理的理解和認(rèn)識(shí)1、動(dòng)能定理體現(xiàn)了力對(duì)物體做功和物體動(dòng)能改變之間的因果關(guān)系和數(shù)量關(guān)系合外力做功是因，動(dòng)能變化是果W總=EK：W總0EK增大 W總0EK減小2、動(dòng)能定理實(shí)用范圍廣泛：對(duì)恒力、變力；直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)都實(shí)用，屬于全能選手3、動(dòng)能定理是標(biāo)量式，不考慮方向，但是必須統(tǒng)一地面為參考系4、對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的空間關(guān)系問題，優(yōu)先考慮動(dòng)能定理總結(jié)：本節(jié)課所學(xué)習(xí)的動(dòng)能定理是高中物理中的重要定理，在高考中占有很大的比重，根據(jù)新課改的要求，本節(jié)課我采用了探究式的教學(xué)方式，對(duì)定理內(nèi)容從理論推導(dǎo)到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，再在理論和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上幫助學(xué)生構(gòu)建動(dòng)能定理的模型，理解動(dòng)能定理。三、隨堂練習(xí)1下列關(guān)于

8、運(yùn)動(dòng)物體所受合力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系正確的是()A如果物體所受合力為零，則合力對(duì)物體做的功一定為零B如果合力對(duì)物體所做的功為零，則合力一定為零C物體在合力作用下做變速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一定發(fā)生變化D物體的動(dòng)能不變，所受合力一定為零2關(guān)于動(dòng)能概念及公式WEk2Ek1的說法中正確的是()A若物體速度在變化，則動(dòng)能一定在變化B速度大的物體，動(dòng)能一定大CWEk2Ek1表示功可以變成能D動(dòng)能的變化可以用合力做的功來量度3關(guān)于動(dòng)能定理，下列說法中正確的是()A在某過程中，外力做的總功等于各個(gè)力單獨(dú)做功的絕對(duì)值之和B只要有力對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能就一定改變C動(dòng)能定理只適用于直線運(yùn)動(dòng)，不適用于曲線運(yùn)動(dòng)D動(dòng)能定理既適用于恒力做功的情況，又適用于變力做功的情況4一個(gè)25 kg的小孩從高度為3.0 m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時(shí)的速度為2.0 m/s.取g10 m/s2，關(guān)于力對(duì)小孩做的功，以下結(jié)果正確的是()A合外力做功50 J B阻力做功500 JC重力做功500 J D支持力做功50 J 板書設(shè)計(jì)一、動(dòng)能：EK= 標(biāo)量、狀態(tài)量二、動(dòng)能定理：三、動(dòng)能定理的理解：1、動(dòng)能定理體現(xiàn)了力對(duì)物體做功和物體動(dòng)能改變之間