人教版 (2019)必修 第二册动能和动能定理教案

这是一份人教版 (2019)必修 第二册动能和动能定理教案，共8页。教案主要包含了动能，动能定理等内容，欢迎下载使用。
8.3 动能和动能定理
教学内容分析
动能定理是高中物理最重要的定理之一，本节课是动能和动能定理教学的第一课时，是整个动能定理教学中的基础环节，也是最重要的一个环节。这节课主要是帮助学生了解动能的表达式，掌握动能定理的内容，学会简单应用动能定理解决物理问题，体会应用动能定理研究问题的优越性。本节课的学习和研究，不仅是为后面动能定理应用打基础，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科学的研究方法获得知识，并体验到学科学的乐趣。
教学对象分析
学生在初中的基础上进一步明确了，物体的速度、质量越大，物体由于运动而具有的动能越大。并认识到功是能量转化的量度，某个力对物体做功就一定对应着某种能量的变化，那么已有的认知经验就会激发学生进一步思索物体动能的表达式和引起物体动能变化的原因，从而为我们接下来的探究教学提供有效条件。
1.理解动能的概念，利用动能定义式进行计算；
2.通过力对物体做功的分析确定动能的表达式，加深对功能关系的理解
3.感受物理学中定性和定理表述的关系，学会用数学语言推理的简洁美：
教学内容
教学重点：
动能表达式的推导。
理解动能定理的物理意义
教学难点：
动能定理的理解与深化性应用
教材处理：
为了实现教学目标，突出教学重、难点，我对教材内容做了一些处理
给学生创设物理情景，引导学生自主推导动能的表达式。
为了体现动能定理解题的优越性，我对例题用了两种方法解题。
教学过程
教学环节
教学过程设计
设计理由
创建情境引入新课
通过播放穿甲弹击穿钢板的视频，高速度的穿甲弹能够击穿很多快钢板，说明高速度运动的穿甲弹具有很大的能量，这种由于运动而具有的能量就叫做动能，动能与哪些因素有关啊？
激发学生探究动能的学习兴趣
新课教学
老师：初中学过动能的定义，大家还记得什么叫动能吗？
学生：物体由于物体的运动而具有的能。
老师：从动能的定义中知道动能一定与物体的运动有关，那么是用哪个物理量来描述物体运动快慢的呢？
学生：速度。
老师：说明物体的动能与速度有关，同一个物体的速度越大，动能也大，请同学们认真观察，演示实验，动能可能还与什么因素有关？演示实验，让同一物体从不同高度自由下落，掉落在白纸上，看白纸的击穿情况。
学生：质量
老师：现在发现物体的动能不仅与其速度有关还与质量有关，演示实验，让不同质量的物体从同一高度自由下落，掉落在白纸上，看白纸的击穿情况；大家十分善于观察，当物体速度相同时，质量大的物体具有的动能更大。现在我们的对物体具有的动能的描述还只是定性的描述，然而要对我们的生产生活真的起指导作用的，需要进行定量的表示。哪么动能的表达式又应该是什么样的呢？
巩固前面的知识，引出新内容。
演示小实验再次感受动能。
公式推导
思考1
质量为 m的物体在光滑水平面上运动，在与运动方向相同的恒定力F作用下发生一段位移l ，速度由v1 增加到v2 (如图)，这个过程中合力做功多少？ （用 v1 、 v2 和 m 表示 ）
物体做什么运动？
请表示出物体运动过程中的加速度a?
物体做匀加速直线运动
由运动学公式 v22−v12=2al得a= v22− v122l
（2）利用牛顿第二定律，找出F与l、v1、v2的关系?
根据牛顿第二定律得F=ma=m v22 − v122l
（3）求出力F对物体所做得功？
w=Fl=mal=m v22 − v122ll=mv222−mv122
（4）找出W与v1、v2的关系?
思考2
粗糙水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。阻力恒为f,求这个过程中合外力做的功。（用v1、v2 和 m表示）
1．牛顿第二定律：
2．速度与位移关系式：
3.合力对物体做的功是多少：
根据设置的问题让学生自主推导，更加深刻的理解以便很好的运用。
增加了问题难度，再次让学生推导
物体受到多个力，总功等于物体动能的变化
知识点一
动能的概念
1、定义：由于运动而具有的能量
2、动能通常用来表示，即：
3、单位：焦耳，符号J
4、标量：遵从代数运算法则
5、特点
①具有瞬时性，是状态量
②具有相对性，选取不同的参考系，同一物体的动能一般不同，通常指物体相对地面的动能。
③是标量没有方向
知识归纳总结
动能与速度有关，速度是矢量，动能是标量
知识点二
动能定理
内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
表达式


动能定理的说明
（1）合力做正功，动能增加
（2）合力做负功，动能减少
动能定理的适用范围
（1)恒力做功或变力做功 （2）直线运动或曲线运动
（3）单个物体或多个物体（4）一个过程或多个过程
动能定理的物理意义及适用范围
例题解析
例:一架喷气式飞机, 质量m为7.0×104kg, 起飞过程中从静止开始在跑道上滑跑。当位移l达到2.5×103m时，速度达到起飞速度80m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的1/50。g取10m/s2，求飞机受到的牵引力的大小。
动能定理应用
方法一（牛顿运动定律）
以飞机为研究对象，飞机的位移
由运动学公式得
由牛顿第二定理得
其中，
方法二（动能定理）
解：以飞机为研究对象，设飞机滑跑的方向为x轴正方向。飞机的初动能，
末动能
合力F做的功
根据动能定理，
有
由于，，k=1/50
则
把数值代入后得到
飞机平均牵引力的大小是
分组让同学们采用不同的方法解题
牛顿运动定律
动能定理
不
同
点
适用条 件
一般只能研究恒力作用下直线运动
恒力或变力，直线运动或曲线运动都能运用
应用方 法
要考虑运动过程的每一个细节，结合运动学公式解题
只考虑各力的做功情况及初末状态的动能
运算法 则
矢量法则
代数运算
相同点
确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析
应用动能定理与牛顿运动定律解题比较
总结本节课内容
课后作业：88页第4、5题
引导学生对两种解题方法进行比较，让学生体会应用动能定理处理问题的优点与不足
教学反思
整节课的设计是让学生掌握动能定理表达式是如何推导的，会用动能定理解决简单的物理问题，体会动能定理解题的优越性，课堂中给学生自己来思考问题解决问题，通过讨论和交流，最终帮助学生达到：用自己的眼睛去观察、用自己的头脑去分析、用自己的语言去表达、用自己的心灵去感悟。
板书设计
8.3动能和动能定理
一、动能
1. 定义:物体由于运动而具有的能量。
2. 表达式：
3. 单位：焦耳（J）
4. 动能是标量。
5.动能的特点
二、动能定理
1. 内容：合外力所做的功等于物体动能的变化。
2. 表达式：
3.动能定理的说明
4. 适用范围：恒力做功，变力做功；直线运动，曲线运动