《1、探究動能變化跟功的關(guān)》教學(xué)設(shè)計(陜西省縣級優(yōu)課)-物理教案

探究動能變化跟做功的關(guān)系教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1．使學(xué)生進(jìn)一步理解動能的概念，掌握動能的表達(dá)式。2．對學(xué)生進(jìn)行探索研究和科學(xué)思維能力的訓(xùn)練。3．應(yīng)用動能定理解決實際問題。過程與方法：1．運用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動能定理的表達(dá)式。2．理論聯(lián)系實際，學(xué)習(xí)運用動能定理分析解決問題的方法。情感態(tài)度與價值觀：通過動能定理的演繹推導(dǎo)．感受成功的喜悅，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。二、教學(xué)重點和難點重點：動能表達(dá)式的推導(dǎo)，動能及動能定理的理解和運用。難點：動能定理的理解和應(yīng)用。三、教學(xué)準(zhǔn)備PPT課件以及相關(guān)視頻材料動能大小探究實驗演示儀四、教學(xué)過程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖創(chuàng)設(shè)情景復(fù)習(xí)引入（約3—5分鐘）【播放視頻】1.龍卷風(fēng)2.海嘯【提問】它們有什么共同點？【老師】無論是龍卷風(fēng)還是海嘯都給我們展示了其蘊含的巨大能量和威力我們把這種由于物體運動而具有的能量在科學(xué)上我們稱之為動能。當(dāng)然物體的動能也不只是給我們帶來災(zāi)難，他也給我們帶來了不少實惠。既然動能充斥在我們生活中我們就因該來了解，學(xué)習(xí)和掌握它。那么我們回憶初中所學(xué)知識。物體動能由什么因素決定呢？【觀看視頻，思考問題】【回答】都在動，都具有破壞力?！練w納、總結(jié)】這些實例都說明了：物體在運動的過程中具有一定的能量。【板書】物體由于運動而具有的能量稱之為動能。【思考、回憶】影響物體動能大小的因素。質(zhì)量和速度從生活實例出發(fā)，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)運動的物體具有能量，進(jìn)而復(fù)習(xí)動能概念，在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和活躍課堂氣氛的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從生活走向物理體現(xiàn)物理來源于生活的理念。創(chuàng)設(shè)情景復(fù)習(xí)引入【演示實驗】多媒體展示實驗過程：小車1從斜面滑下，與小車2相碰，并推動小車2做功。實驗步驟：<1>高度相同改變小車1的質(zhì)量

<2>質(zhì)量相同改變小車1的高度【提問】問題1:實驗中我們采取了什么方法?問題2:你看到了什么現(xiàn)象？這些現(xiàn)象說明了什么問題？【觀察實驗演示過程】【回答】控制變量法?！就ㄟ^觀察的實驗現(xiàn)象，分析得出結(jié)論】當(dāng)高度相同改變小車1的質(zhì)量時，可以看到：小車1質(zhì)量增大時把小車2推得遠(yuǎn)，對下車2做功多。既小車1在最低點時動能大?！就ㄟ^實驗分析得出結(jié)論】當(dāng)質(zhì)量相同改變小球1滑下的高度時，可以看到高度增大時把小車2推得遠(yuǎn)，對小車2做功多。小車在最低點時動能大?！究偨Y(jié)、歸納】實驗表明，質(zhì)量越大，速度越大，物體的動能也就越大。演示實驗是為了幫助學(xué)生重建對動能的感性認(rèn)識而設(shè)計的，體現(xiàn)了從感性到理性，從定性到定量的逐漸深化的教學(xué)程序。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。同時培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象，分析現(xiàn)象的能力。合作學(xué)習(xí)建構(gòu)新知（約25—28分鐘）動能初探【播放視頻】汽車啟動的過程。【提問】問題1：汽車的動能是如何變化的？問題2：汽車動能變化的原因是什么？問題3：根據(jù)功能關(guān)系，力所做的功與動能變化之間有什么關(guān)系？【總結(jié)】由于合外力所做的功與動能變化之間具有等量關(guān)系，我們可以根據(jù)做功的多少，來定量地確定動能。動能應(yīng)該怎樣表達(dá)呢？【觀看視頻，思考問題】【回答】汽車起跑時速度越來越大，因此汽車的動能也在不斷增大?！净卮稹繝恳ζ囎稣Γ瑢?dǎo)致汽車的動能不斷增大?！净卮稹亢贤饬λ龅墓Φ扔谖矬w動能的變化。【聆聽、理解】設(shè)計此環(huán)節(jié)是為下一環(huán)節(jié)探究動能表達(dá)式提供理論支撐，即引導(dǎo)學(xué)生從做功與動能變化的等量關(guān)系出發(fā)，探究動能表達(dá)式以及動能定理。探究動能表達(dá)式【投影】請同學(xué)們推導(dǎo)下列物理情景中合外力所做的功與物體的速度和質(zhì)量之間的關(guān)系：創(chuàng)設(shè)情境：情境1：質(zhì)量為m的物體，以初速度水平向右運動，在恒力F的作用下，發(fā)生一段位移s，速度增加到。結(jié)論一：物體只受一個動力時，外力對物體所做的功等于這個物理量的變化。學(xué)生自主探究動能表達(dá)式體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，突出了教學(xué)重點。合作學(xué)習(xí)建構(gòu)新知探究動能表達(dá)式巡視課堂并點撥學(xué)生推導(dǎo)過程中出現(xiàn)的問題。【提問】通過這個結(jié)論，你們能找出動能的表達(dá)式嗎？此環(huán)節(jié)由學(xué)生自己總結(jié)，教師做適當(dāng)引導(dǎo)?！練w納】從同學(xué)們的結(jié)論中可以看出，合力F所做的功等于這個物理量的變化?？梢姟啊焙芸赡苁且粋€具有特定意義的物理量，因為它在過程終了與過程開始時的差，正好等與力對物體做的功。物體的動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，而這個物理量中也只涉及到了質(zhì)量和速度。所以“”就是我們尋找的動能表達(dá)式。由功能關(guān)系：做功是能量轉(zhuǎn)化的量度，也印證了我們的想法。【觀察結(jié)論、分析結(jié)論，先獨立思考問題，再相互討論交流】

培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的方法解決物理問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的能力、根據(jù)數(shù)據(jù)總結(jié)歸納結(jié)論的能力以及語言表達(dá)能力。合作學(xué)習(xí)建構(gòu)新知深入理解動能【板書】1.物體的動能等于物體質(zhì)量與速度的平方的乘積的一半。2.表達(dá)式：Ek=【提問】問題1：動能的單位？問題2：動能是矢量還是標(biāo)量？問題3：動能是過程量還是狀態(tài)量？【板書】1.單位：焦耳（J）2.動能是標(biāo)量，狀態(tài)量【推導(dǎo)】【回答】動能是標(biāo)量。因為能量是標(biāo)量，而動能是能量的一種，所以動能是標(biāo)量。【回答】是狀態(tài)量因為速度是狀態(tài)量，質(zhì)量是物體的固有屬性。把問題交給學(xué)生，幫助學(xué)生在獨立分析解決問題的過程中掌握知識點，形成知識體系。體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。探究動能定理【增設(shè)情境】請同學(xué)們推導(dǎo)下列物理情景中合外力所做的功與物體的動能之間的關(guān)系。情景二：質(zhì)量為m的物體自由落下，當(dāng)下落距離為h時，速度為。情景三：一輛質(zhì)量為m的物體，以初速度為水平向右運動，地面滑行一段位移s后停下，受到地面對其產(chǎn)生的摩擦力為f。情景四：一質(zhì)量為m，初速度為的物體水平向右運動，在與運動方向相同的恒力F的作用下，沿粗糙水平面運動了一段位移s，速度變?yōu)椋溥^程中受到的摩擦力為f。將學(xué)生的結(jié)論用表格展出【點撥】通過剛才推導(dǎo)出的結(jié)論，同學(xué)們能否找出做功與物體動能變化的關(guān)系嗎？當(dāng)學(xué)生回答的不夠準(zhǔn)確時，給予學(xué)生適當(dāng)點撥?！究偨Y(jié)】同學(xué)們得出的這個結(jié)論就是我們今天學(xué)要學(xué)習(xí)的第二個內(nèi)容——動能定理：合力所做的功等于物體動能的改變?！景鍟縿幽芏ɡ?．內(nèi)容：合外力所做的功等于物體動能的改變。2.表達(dá)式：W合＝Ek2-Ek1＝ΔEk【進(jìn)行分組推導(dǎo)其中一個情景中合外力所做的功】【每一小組派代表表述自己的結(jié)論】結(jié)論二：物體只受重力作用，重力對物體所做的功等于這個物理量的變化。結(jié)論三：物體只受一個阻力時，外力對物體所做的功等于這個物理量的變化。結(jié)論四：物體既受動力又受阻力作用時，外力對物體所做的總功等于這個物理量的變化?！鞠嗷ソ涣?、討論，說出自己的觀點】不論外力是幾個，也不論外力是動力還是阻力，外力是重力、摩擦力還是其他性質(zhì)的力，合外力對物體所做的功總是等于物體動能的變化。學(xué)生在團(tuán)隊合作中感受探究的樂趣，培養(yǎng)合作精神以及團(tuán)隊精神。由于學(xué)生親歷了前面的探究過程，經(jīng)老師適當(dāng)點撥后學(xué)生能很容易的總結(jié)出動能定理。合作學(xué)習(xí)建構(gòu)新知深入理解動能定理【提問】問題1：合外力分別做正功、負(fù)功時，動能如何變化？問題2：“力”一定是恒力嗎？從初態(tài)到末態(tài)物體一定做直線運動嗎？【說明】動能定理不僅適用于恒力做功，物體做直線運動，而且同樣適用于變力做功，物體做曲線運動?！舅伎?、回答】合外力做正功，W合>0，ΔEk>0，動能增加；合外力做負(fù)功，W合<0，ΔEk<0，動能減少。【思考、回答】動能定理是在恒力做功，物體做直線運動的情況下推導(dǎo)出來的，所以這里的力是恒力，物體也應(yīng)該要做直線運動。通過設(shè)置問題組，層層遞進(jìn)，幫助學(xué)生逐漸深入理解動能定理。學(xué)生由于思維定勢容易得出錯誤結(jié)論，而對動能定理適用于變力做功物體做曲線運動的原因，這里將暫不做解釋說明，將它放在第二課時作詳細(xì)講解。合作學(xué)習(xí)建構(gòu)新知運用提高引導(dǎo)學(xué)生分析比較三種方法的利與弊?！究偨Y(jié)】運用動能定理解題的一般步驟。運用動能定理解題的優(yōu)越性。學(xué)生相互交流自己對三種解法的看法。小結(jié)升華課外拓展（約3—5分鐘）【講述】帶領(lǐng)全班同學(xué)一起回顧本節(jié)課的教學(xué)