高中物理人教版 (新课标)必修27.动能和动能定理教学设计

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修27.动能和动能定理教学设计，共4页。教案主要包含了教学目标，教学重点、难点，教学方法，教具准备，教学过程，学生作出相应回答，课堂小结，课外活动等内容，欢迎下载使用。
【教学目标】
一．知识与技能
1．使学生进一步理解动能的概念，掌握动能的计算式。
2．结合教学，对学生进行探索研究和科学思维能力的训练。
3．理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题。
二.过程与方法
1．运用归纳推导方式推导动能定理的表达式。
2.对比分析动力学知识与动能定理的应用。
三.情感、态度与价值观
通过动能定理的推导,感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣。
【教学重点、难点】
教学重点：动能的概念。
教学难点：对动能定理的理解和应用。
【教学方法】
探究、讲授、讨论、练习
【教具准备】
多媒体课件
【教学过程】
[新课导入]上节课我们用实验探讨了在一个特殊情形下动能与 的关系，这节课我们将用理论进行推导，看理论与实验是否相符。
（观看日本的海啸）提问：洪水为什么具有这样大的破坏性？
［板书］动能、动能定理.
师：我们知道动能的大小是与哪些因素有关?
生：物体的质量和速度有关，物体的质量越大，运动的速度越大，物体具有的动能就越大。
那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢?我们接下来就来探究这个问题。
[新课教学]
动能的表达式
(投影展示思考，小组合作讨论)
思考1：一架在水平跑道上的飞机在牵引力的作用下（不记阻力），在起飞跑道上加速运动，速度越来越大，问：（1）飞机的动能如何变化？为什么？
（2）飞机动能变化的原因是什么？
（3）牵引力对飞机所做的功与飞机动能的变化之间有什么关系？
引导学生回答（1）飞机的动能增大，因为飞机的质量不变，但是速度越来越大。
（2）由于牵引力对飞机做功，导致飞机的动能不断增大。
（3）由功能关系可以得到，牵引力对飞机做了多少功，飞机的动能就增加多少。
［方法渗透］
由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系，我们可以根据做功的多少，来定量地确定动能 。
（用投影仪投影下列物理情景及问题，学生自主学习“动能的表达式”并完成相应问题。）
一个初速为v1，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移L，速度增加到v2;
1.物体在恒力作用下做怎样的运动？
2.物体加速度为多大？
3.物体的位移可以怎样表示？
4.在这个过程中恒力做的功为多少？
【学生作出相应回答】
W=
强调这里的力为合外力，这个式子对比重力做功与重力势能变化量关系的过程：
重力做的功 表明重力做的功等于“mgh”的变化，同理这个式子可以用文字叙述成什么？
［学生归纳］
用文字语言表述表中的结论：
力F所做的功等于“ mv2”这个物理量的变化。
物理学上就把 这个具有特定意义的物理量叫动能。
补充：（鼓励：这位同学总结得非常好，我们都要向他学习）我们在上一节课的实验探究中已经表明，力对初速度为零的物体所做功与物体速度的平方成正比，这也印证了我们的想法。
（板书）一 动能 （ ）
动能的表达式：
一个新的物理量的学习，除了对它的概念和表达式的学习以外，还要掌握它的其他什么相关内容？请同学们类比“重力势能”这个物理量的学习过程，总结还应掌握哪些动能的相关内容。
学生回答：动能的单位、动能的矢量性、是状态量还是过程量、正负性。
1.单位：焦耳（J）
2.矢标性：标量
3.状态量 正值
补充：这位同学总结的很好，很全面，只有一点需要补充一下，我们知道，重力势能和弹簧的弹性势能都与相对位置有关，那么动能有没有相对性呢?动能也应该有相对性，它与参考系的选取有关。以后再研究这个问题时，如果不加以特别的说明，都是以地面为参考系来研究问题的。
课堂练习：
1．质量一定的物体……………( BC )
A.速度发生变化时，其动能一定变化
B.速度发生变化时，其动能不一定变化
C.速度不变时．其动能一定不变
D.动能不变时，其速度一定不变
2.我国在1970年发射的第一颗人造地球卫星，质量为173Kg,做匀速圆周运动的速度为7.2km/s，它的动能是多少？
学生自己计算： = 173 （7.2 ） J=
(过渡)有了动能的表达式后，前面我们推出的W＝ ,,就可以写成W＝Ek2—Ek1
这个式子表明什么问题呢?请你用文字叙述一下。
学生叙述：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。
补充：（鼓励）而这位同学刚刚归纳的这个结论，就是我们今天要学的动能定理。
（板书）二 动能定理
内容：力（合外力）)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。
1.物体动能的变化：
2.表达式：
3.公式中各量的物理意义及单位
学生回答：（老师引导）表示合力做的功，（怎么求合力做的功？）1、先求物体所受的合外力，在求合外力做的功；2、外力做功之和（这里的力都应该是恒力）。（那如果我们遇到的是变力怎么办？如动力机器在一恒定功率启动的时候，牵引力随着速度的增大而变小，那怎么求这时合力做的功？）W=Pt单位J， 表示末动能， 表示初动能，（所以我们要搞清楚初速度和末速度，才能正确的表达出初动能和末动能） 表示动能的变化，这与一过程相对应，右面的单位也是J。
那中间还有一个“等于”表示什么意思？一个是表示左右两边单位相同，另外引起物体动能变化的原因是因为合力对物体做了功，合力所做的功等于物体动能的变化，所以物体动能的变化可以用什么来量度呀？合力所做的功。
“=”反映了动能的变化用合外力对物体所做的功来量度。
小组合作讨论： 1.当力对物体做正功时，物体动能如何变化？
（课件展示问题） 2.当力对物体做负功时，物体动能如何变化？
拓展：刚才我们推导出来的动能定理，我们是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的．动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解?
当物体受到的力是变力，或者物体的运动轨迹是曲线时，我们仍然采用过去的方法，把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也能得到动能定理．
正是因为动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况，所以在解决一些实际问题中才得到了更为广泛的应用．
（板书）三 应用
（投影展示例题，学生分析问题，讨论探究解决问题的方法．）
例1.一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的位移为L＝500ｍ时，达到起飞速度ｖ＝60ｍ/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力.
引导学生审题并思考：
1.飞机的初速度多大？末速度多大？
2.飞机运动过程中水平方向受到哪些力的作用？各个力的大小和方向如何?
（请同学们思考分析，并解决这个问题，给同学们一定时间，老师巡回指导）
抽点学生叙述解题思路。有的可能用动能定理解决这个问题，有些可能用牛顿运动定律和运动学公式解决这个问题，（如果没有，教师引导）并正在屏幕上展示这两种解题过程。

小组合作讨论：比较上面两种解题过程，分析运用动能定律解题的优点。
引导学生总结：
1.动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿运动定律方便。
2.动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿运动解决这样一类问题非常困难。
课后思考1：请大家根据这道题总结一下用动能定理解决问题的一般步骤。
课后思考2：完成教材73页例2，并思考：做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，或从一个物体转移到另一个物体的过程。在例2中，阻力做功，汽车的动能到哪里去了？
【课堂小结】
（让学生自己小结，在屏幕上展示小结内容）
7.7 动能和动能定理
动能的表达式
1．动能的表达式： Ek= ．
2．动能的单位和标矢性
动能定理
1．推导过程
2．内容：合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．
3．公式表示：W合＝△Ek
动能定理的应用
【课外活动】
请同学们收集在实际生活中，什么情况下人们需要增加物体的“动能”，什么情况人们想要减少物体的“动能”？
【布置作业】
问题与练习：P74 2.3.4
【板书设计】
7.7 动能和动能定理
一．动能
动能的表达式Ek=
二．动能定理
1．内容
2．公式表示：W合＝△Ek
3. 理解
三．应用
【教学后记】