動能和動能定理教學(xué)設(shè)計1

1、動能和動能定理教學(xué)設(shè)計西安市第五十五中學(xué)樊首望2010年5月動能和動能定理教學(xué)設(shè)計西安市第五十五中學(xué) 樊首望一、設(shè)計理念：本教學(xué)設(shè)計以新課程的三維目標(biāo)為依據(jù)，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，體現(xiàn)“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的新型師生關(guān)系，強化情感、態(tài)度與價值觀的教育，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。力圖在教學(xué)中營造活躍、寬松的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵學(xué)生合作探究，為學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生的交流與合作創(chuàng)設(shè)更多的機會，也為教學(xué)活動中的“生成”搭建舞臺。其設(shè)計特色有二，其一，密切聯(lián)系實際，從特殊簡單問題到一般較復(fù)雜問題的循序漸進的研究；其二，教師精心設(shè)計引導(dǎo)，學(xué)生自然的自主探索，推理，師生互動貫穿整個教學(xué)過程。二、 教材分析：1內(nèi)

2、容：動能和動能定理是高中物理（新人教版）必修二的第七章的第7節(jié)內(nèi)容。是本章教學(xué)的重點。通過前面幾節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已認識到某個力對物體做功就一定對應(yīng)著某種能量的變化。而在初二學(xué)生已知道物體由于運動所具有的能叫動能。那么，物體的動能跟哪些因素有關(guān)？引起動能變化的原因是什么？就是本節(jié)要研究的內(nèi)容。2作用：本節(jié)內(nèi)容是上一節(jié)內(nèi)容的一個延伸，也是下一節(jié)推導(dǎo)機械能守恒定律的依據(jù)，具有承前啟后作用。通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，既深化了對功的概念的理解，使學(xué)生對“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”有了進一步地理解。拓展了求功的思路并為用功能關(guān)系處理問題打開了思維通道。作為力學(xué)中最重要的規(guī)律之一，它的應(yīng)用更是貫穿于以后的很多章節(jié)。由于動

3、能定理適用于恒力、變力做功，應(yīng)用十分廣泛，所以必須使學(xué)生真正的掌握好它。三、學(xué)情分析：學(xué)生在初中階段已學(xué)習(xí)過動能的概念，并知道運動物體的速度越大質(zhì)量越大，動能就越大。而且通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”，知道能量的轉(zhuǎn)化可以通過力做功來實現(xiàn)，這為“動能”“動能定理”的推導(dǎo)埋下了伏筆。但普通中學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，主動性不強，注意力也不夠集中，再加上他們數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差，邏輯思維能力和運算能力較弱，所以我在本節(jié)課的設(shè)計中充分考慮了上述因素。四、三維目標(biāo)：1、知識與技能目標(biāo)（1）知道動能的符號、單位和表達式，會根據(jù)動能的表達式計算物體的動能。（2）能從牛頓第二定律與運動學(xué)公式導(dǎo)

4、出動能定理，理解動能定律的物理意義。（3）領(lǐng)會運用動能定理解題的優(yōu)越性，理解做功過程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。會用動能定理處理單個物體的有關(guān)問題。（4）知道動能定理也可用于變力做功與曲線運動的情景，能用動能定理計算變力所做的功。2、過程與方法目標(biāo)設(shè)置情景問題啟發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生掌握解決問題的思維方法。探究和驗證過程中掌握觀察、總結(jié)、用數(shù)學(xué)處理物理問題的方法。經(jīng)歷科學(xué)規(guī)律探究的過程、認識探究的意義、嘗試探究的方法、培養(yǎng)探究的能力。3、情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)（1）通過動能定理的推導(dǎo)演繹，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究的興趣。（2）激發(fā)學(xué)生用不同方法處理同一問題的興趣，會選擇用最優(yōu)的方法處理問題。（3）領(lǐng)略自然

5、的奇妙和諧，培養(yǎng)好奇心與求知欲使學(xué)生樂于探索。五、教學(xué)重點和難點：1.教學(xué)重點動能的概念，動能定理及其應(yīng)用動能的定量化是學(xué)生思維突破的障礙，突破的方法是通過復(fù)習(xí)前面學(xué)過的有關(guān)知識引導(dǎo)學(xué)生通過大膽猜想、推導(dǎo)、類比得出動能的表達式，利用兩道經(jīng)典例題加深學(xué)生對動能概念的理解。再以推導(dǎo)動能表達式的方法為依據(jù)，通過實例學(xué)生可以輕松地推導(dǎo)出動能定理的內(nèi)容。最后用一道典型例題使學(xué)生學(xué)會如何用動能定理解決實際問題。2.教學(xué)難點動能定理的理解和應(yīng)用對動能定理深刻的理解比較困難，尤其是動能定理中總功的分析與計算在初學(xué)時比較困難，通過例題逐步提高學(xué)生解決該問題的能力。通過師生共同討論動能定理，進一步加深對功與能的關(guān)

6、系的理解，讓學(xué)生對功能關(guān)系有更全面、深刻的認識。最后設(shè)置情景例題加強學(xué)生對動能定理的應(yīng)用能力。六、教學(xué)方法分析： 基于上面的教材分析，我運用探究性互助學(xué)習(xí)教學(xué)模式和新課改的理念，結(jié)合本校學(xué)生特點，以學(xué)生為主體，從學(xué)生的實際情況出發(fā)，使教師能站在學(xué)生的角度去與學(xué)生一起學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。因為有前幾節(jié)的基礎(chǔ)，本節(jié)可以放手讓學(xué)生自己去推理和定義動能的表達式，讓學(xué)生經(jīng)過感性認識到理性認識的過程，教學(xué)的開始要求不能太高，（尤其對于我校學(xué)生）要循序漸進，從生活中眾多實例出發(fā)，通過分析、感受真正體驗動能定理的內(nèi)涵。通過實例分析，引導(dǎo)學(xué)生一起推導(dǎo)、討論、實際檢驗等環(huán)節(jié)，讓每一位學(xué)生都積極參與到課堂教學(xué)中來，每一位學(xué)

7、生都能享受成功的喜悅。具體用到了“誘導(dǎo)思維法、”“猜想法”、“推理法”、“討論法”、“講練結(jié)合法”、“歸納法”。七、學(xué)習(xí)方法分析： 學(xué)生學(xué)習(xí)的過程實際上應(yīng)該是學(xué)生主動獲取、整理、貯存、運用知識和獲得學(xué)習(xí)能力的過程，因此，在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)時，應(yīng)盡量避免單純地、直接地向?qū)W生灌輸知識和特定的學(xué)習(xí)方法。有效的學(xué)習(xí)方法應(yīng)該滲透在具體的教學(xué)過程中進行。本節(jié)課主要滲透以下幾個方面的學(xué)法指導(dǎo)。1.通過情景實例引導(dǎo)學(xué)生用自己已具備的知識去自主的探究、推理、討論總結(jié)、歸納出新的知識和規(guī)律。當(dāng)然教師的合理有效的引導(dǎo)是非常重要的。一定要讓學(xué)生感覺到學(xué)習(xí)過程是很自然、很合乎情理的，最終新的物理規(guī)律也就水到渠成的得到

8、了。這樣學(xué)生才能感覺到學(xué)習(xí)起來比較舒服，也就有了成就感和自信心。2.問題的涉入要由簡單到復(fù)雜，由特殊到一般，循序漸進，讓學(xué)生在探究學(xué)習(xí)過程中有緩沖的機會。通過問題的層層深入，讓學(xué)生有一步一步向前探索的欲望和興趣。這也符合人們認知的規(guī)律。3.新知識的獲取之時正是需要鞏固的時候，要準備好典型的例題讓剛掌握這一本領(lǐng)的學(xué)生一試身手，讓他們學(xué)會用知識去解決實際問題，并從中總結(jié)出處理問題方法。最后做以總結(jié)歸納。八、教學(xué)過程設(shè)計：步驟教學(xué)內(nèi)容設(shè)計意圖創(chuàng)設(shè)情景引入課 題提問：在初中我們學(xué)過動能的初步知識，那么什么是物體的動能？物體由于運動而具有的能量叫動能。動能和動能定理開門見山，直接點題。問題1、動能的概念

9、進行新 課鞏固練 習(xí)1、提問：物體的動能大小和哪些因素有關(guān)呢？ 學(xué)生回答：物體的質(zhì)量和速度越大，它的動能就越大。你有什么方法可以證明？引導(dǎo)學(xué)生重復(fù)初中所做得滑塊撞擊木塊的實驗。演示滑塊從斜面上滑下：同一滑塊，高度越高，滑塊把木塊推得越遠；同一高度，質(zhì)量越大，滑塊把木塊推得越遠。教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：質(zhì)量越大、 速度越大，物體的動能就越大2、那怎樣來定量的表示動能呢？設(shè)原來靜止在光滑平面上的物體，在一水平外力作用下，獲得了一定的速度，即獲得了動能，動能由無到有，就是由外力做功實現(xiàn)的。那么我們 通過學(xué)過的牛頓第二定律和運動學(xué)方程在尋找一下功與獲得動能的關(guān)系。W = Fll = = Þ l

10、= Þ W = F l= 板書：公式：Ek = (其中速度v為即時速率)說明：（1）動能的單位：J （2）動能是一個標(biāo)量，無方向，求和只需用代數(shù)相加減3、經(jīng)典練習(xí)強化：例題1、判斷：運動物體所具有的能就是動能？ 分析：錯。因為運動的物體除了具有動能以外，還可以具有勢能、內(nèi)能、電能等其他形式的能。所以在運動著的物體所具有的能量中，僅僅由于運動而引起的那部分能量才是動能。例題2、質(zhì)量10g、以0.8km/s的速度飛行的子彈，質(zhì)量60kg、以10m/s的速度奔跑的運動員，二者相比，那一個的動能大？分析：對子彈： 對運動員：可見子彈比運動員的動能大，和我們同學(xué)想象的不一樣 啟示：（1）求解題

11、目時不能憑感覺，應(yīng)帶入相應(yīng)的物理公式（2）求解動能時，各物理量必須用國際單位，即質(zhì)量用kg、速度用m/s 圖2在初中所學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上深入探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 學(xué)生直接參與探究過程，增加感性認識。設(shè)計問題，引導(dǎo)學(xué)生分析歸納概括，形成概念，激發(fā)探索欲望。這一過程中，對學(xué)生的歸納，要給充分的肯定和鼓勵，以培養(yǎng)他們大膽猜想的意識和習(xí)慣。教會學(xué)生得出概念公式后要對他的特性做一個分析，比如單位、矢量性、適用性等等物理概念是物理思維的基礎(chǔ)，通過兩道典型例題的分析，培養(yǎng)學(xué)生利用定義解決問題的能力，同時強化對物理概念的理解，并告誡學(xué)生在處理概念性題目時應(yīng)該注意的事項問題2：動能定理的分析練習(xí)歸納4、過渡：

12、我們將剛才推導(dǎo)動能公式的例子改動一下：假設(shè)物體原來就具有速度v1，在外力F作用下，經(jīng)過一段位移l，速度達到v2，如圖2，則此過程中，外力做功與動能間又存在什么關(guān)系呢？引導(dǎo)學(xué)生分析：外力F做功：WFFl外力做的功：結(jié)論：可見，外力對物體做的功等于物體在這一運動過程中動能的增量。其中F與物體運動同向，它做的功使物體動能增大。它作用的結(jié)果，導(dǎo)致了物體動能的變化。將上述問題再推廣一步：若物體同時受幾個方向任意的外力作用，情況又如何呢？如果物體受到幾個力的共同作用，動能定理中的W即為這幾個力的總功。引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出正確結(jié)論并板書：（1）內(nèi)容：力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化，這

13、個結(jié)論叫做動能定理。用W總表示外力對物體做的總功，用Ek1表示物體初態(tài)的動能，用Ek2表示末態(tài)動能，則動能定理表示為：W總Ek2-Ek1Ek（2）表達式：W總Ek2-Ek1Ek5、教師強調(diào)對動能定理的理解a外力對物體做的總功的理解有的力促進物體運動，而有的力則阻礙物體運動。因此它們做的功就有正、負之分，總功指的是各外力做功的代數(shù)和；又因為W總W1+W2+F1·l+F2·l+F合·l，所以總功也可理解為合外力的功W=F合l 。b對該定理標(biāo)量性的認識因動能定理中各項均為標(biāo)量，因此單純速度方向改變不影響動能大小。如勻速圓周運動過程中，合外力方向指向圓心，與位移方向始終保

14、持垂直，所以合外力做功為零，動能變化亦為零，并不因速度方向改變而改變。c對定理中“變化”一詞的理解由于外力做功可正、可負，因此物體在一運動過程中動能可能增加，也可能減少。因而定理中“變化”一詞的確切含義為末態(tài)與初態(tài)的動能差，或稱為“改變量”。數(shù)值可正，可負。具體表現(xiàn)為：W合0， Ek2Ek1 ， Ek0 動能增加 W合0， Ek2Ek1 ， Ek0 動能減少d對狀態(tài)與過程關(guān)系的理解功是伴隨一個物理過程而產(chǎn)生的，是過程量；而動能是狀態(tài)量。動能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。e.動能定理是一種求功的方法.f.適用范圍既適合于直線運動，也適合于曲線運動；既適用于恒力做功，也適合于變力做功經(jīng)

15、典練習(xí)強化：例3一架噴氣式飛機，質(zhì)量5×103 kg，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為l5.3×102時，達到起飛速度60/s，在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍，求飛機受到的牽引力. 解法一：以飛機為研究對象，它做勻加速直線運動受到重力、支持力、牽引力和阻力作用.由牛二：F合 F1 kmga 22val=運動學(xué)公式：al 由和得 所以 解法二：以飛機為研究對象，它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用，這四個力做的功分別為W，W支，W牽F1s，W阻l .據(jù)動能定理得： 即：代入數(shù)據(jù)解得1.8×104 啟示：由于動能定理本身不需要分析具體的運動過程，往

16、往能給解題帶來方便創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生自己利用剛才的方法導(dǎo)出動能定理，體驗知識的形成過程。實踐證明，親身探究得來的知識印象最深刻，它不僅讓學(xué)生自然的體會到“發(fā)現(xiàn)”的樂趣，而且可以培養(yǎng)學(xué)生知識遷移的能力和邏輯推理能力層層深入，步步拓展，從特殊的理想情況到一般的實際情況，進一步推導(dǎo)動能定理的內(nèi)容概念定律的出來后，引導(dǎo)學(xué)生對其內(nèi)涵和外延作分析，這是正確利用概念定律解體的先決條件，尤其是要特別強調(diào)易錯和易忘的知識點，要在不同時候不同地方不斷加以強化能力不是靠教的，而是要靠耐心時刻培養(yǎng)的，抓住機會，讓學(xué)生根據(jù)動能定理的概念嘗試自己解決問題在這道例題中，我利用電腦模擬飛機起跑階段的情境，從而更直觀的說明問題。

17、通過比較，激發(fā)學(xué)生用不同方法處理同一問題的興趣。通過比較，突出動能定理的優(yōu)點，增強學(xué)生對知識的內(nèi)化。另外強調(diào)正功，負功的判斷。從而達到突破難點。教師通過以上例題引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)動能定理的應(yīng)用步驟：(1)研究對象及所研究的物理過程。(2)對研究對象進行受力分析，并確定各力所做的功，求出這些力的功的代數(shù)和。(3)確定始、末態(tài)的動能。(未知量用符號表示)，根據(jù)動能定理列出方程 W總Ek2-Ek1(4)求解方程、分析結(jié)果讓學(xué)生自己總結(jié)，自己構(gòu)建知識體系，教師加以補充和修正，體現(xiàn)“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”的教學(xué)思想三、作業(yè)1、課本p69 (2)2、課本p69 (4)3、(補充) 質(zhì)量為50kg的游泳運動員，從離

18、水10米高的跳臺上以4m/s的速度跳出。求：運動員起跳時做了多少功？若不計空氣阻力，運動員入水時的速度是多少？若該運動員落水時速度為13m/s，則他克服空氣阻力做了多少功？鞏固和應(yīng)用所學(xué)知識，選擇代表性強的問題作為課后作業(yè)板書設(shè)計：第七節(jié) 動能 動能定理一、 動能 二、動能定理1定義：物體由于運動所具有的能量。 1內(nèi)容：外力對物體所做的總功等于物體動能的變化2公式：Ek = (其中速度v為即時速率) 2表達式：W總Ek2-Ek1Ek3單位：J 3對動能定理的理解：4矢量性：標(biāo)量 （就和時遵循代數(shù)加減） a、總功的理解 b、定理標(biāo)量性的理解 c、定理中“變化”的理解 d、狀態(tài)與過程關(guān)系的理解 e、是一種求功的方法 f