2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第1章 功和機(jī)械能 第3節(jié) 動能和動能定理教案1 魯科版必修第二冊

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第1章功和機(jī)械能第3節(jié)動能和動能定理教案1魯科版必修第二冊學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點(diǎn)教具教材分析《2024-2025學(xué)年新教材高中物理第1章功和機(jī)械能第3節(jié)動能和動能定理教案1魯科版必修第二冊》的課程設(shè)計，緊密結(jié)合教材內(nèi)容，以物理學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，旨在幫助學(xué)生深入理解動能概念及其與動能定理的內(nèi)在聯(lián)系。通過分析教材，本節(jié)課將圍繞以下兩個核心點(diǎn)展開：一是動能的定義、計算及其表達(dá)式的推導(dǎo)；二是動能定理的闡述、應(yīng)用及實例分析。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的生活實際緊密結(jié)合，如交通工具的動能轉(zhuǎn)化問題，以提升學(xué)生的實際應(yīng)用能力。此外，課程設(shè)計注重知識深度，循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生從基礎(chǔ)認(rèn)知邁向深入理解，符合高中二年級學(xué)生的認(rèn)知水平。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，特別是在科學(xué)思維和科學(xué)探究方面。通過學(xué)習(xí)動能和動能定理，使學(xué)生能夠發(fā)展以下核心素養(yǎng)：首先，運(yùn)用物理概念和原理，如動能表達(dá)式和動能定理，進(jìn)行問題分析和解決，培養(yǎng)科學(xué)思維和邏輯推理能力；其次，通過實驗和實例探究，提升實踐操作和觀察能力，激發(fā)科學(xué)探究精神；再次，將物理知識與現(xiàn)實生活相結(jié)合，理解能量轉(zhuǎn)化和守恒的普遍性，增強(qiáng)科學(xué)應(yīng)用意識；最后，鼓勵學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識參與討論和合作，培養(yǎng)團(tuán)隊合作和交流表達(dá)能力，全面提升學(xué)科核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）動能的定義及表達(dá)式：明確動能是物體由于運(yùn)動而具有的能量，其表達(dá)式為EK=1/2mv2。重點(diǎn)講解速度的平方與動能的關(guān)系，以及質(zhì)量對動能的影響。

（2）動能定理：理解動能定理的內(nèi)容，即物體所受的合外力所做的功等于物體動能的變化量。強(qiáng)調(diào)功和動能變化之間的等量關(guān)系。

（3）動能定理的應(yīng)用：掌握運(yùn)用動能定理解答實際問題的方法，如計算物體的速度、功和位移等。

舉例：分析一輛汽車啟動過程中，引擎所做的功如何轉(zhuǎn)化為汽車的動能。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）動能表達(dá)式的推導(dǎo)：學(xué)生需理解從物理學(xué)基本原理出發(fā)，推導(dǎo)出動能表達(dá)式的過程。難點(diǎn)在于運(yùn)用微積分的思想，將位移、速度、加速度等概念聯(lián)系起來。

（2）動能定理的理解：學(xué)生容易混淆功和能量的概念，難以理解為何合外力所做的功等于動能的變化量。需通過實例和圖示，解釋功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。

（3）實例分析：將動能定理應(yīng)用于實際問題，如非勻速直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動等。難點(diǎn)在于如何正確識別和分析問題，確定所需求解的量。

舉例：

（a）在非勻速直線運(yùn)動中，如何運(yùn)用動能定理計算物體在某一段位移內(nèi)的平均功率。

（b）在曲線運(yùn)動中，如何求解物體在某一時刻的動能，以及外力所做的功。

（4）能量守恒定律與動能定理的關(guān)系：解釋能量守恒定律在動能定理中的應(yīng)用，使學(xué)生理解在沒有外力做功的情況下，物體動能的守恒。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法

（1）講授法：通過生動的語言和物理現(xiàn)象的案例分析，引導(dǎo)學(xué)生理解動能和動能定理的基本概念。結(jié)合板書和圖示，逐步推導(dǎo)動能表達(dá)式，強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵步驟和物理意義。

（2）討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，針對特定問題或案例進(jìn)行思考和分析，如動能定理在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，鼓勵學(xué)生發(fā)表見解，促進(jìn)知識的內(nèi)化。

（3）實驗法：設(shè)計一系列物理實驗，如小車從斜面滑下撞擊彈簧測力計，讓學(xué)生通過實際操作觀察動能的轉(zhuǎn)化和動能定理的驗證，增強(qiáng)直觀感受和理解。

2.教學(xué)手段

（1）多媒體設(shè)備：利用多媒體課件和動畫，展示動能定理的推導(dǎo)過程和物理實驗的模擬，使抽象的物理概念形象化，提高學(xué)生的理解和記憶。

（2）教學(xué)軟件：運(yùn)用物理教學(xué)軟件，如PhETInteractiveSimulations，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實驗操作，探究動能和動能定理，提高學(xué)習(xí)的趣味性和互動性。

（3）網(wǎng)絡(luò)資源：推薦學(xué)生訪問在線物理教育資源，如科普視頻、學(xué)術(shù)論文，以拓寬知識視野，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計用時：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解動能和動能定理的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。設(shè)計預(yù)習(xí)問題，如“動能與速度的關(guān)系如何？”和“動能定理在實際生活中的應(yīng)用”，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)動能和動能定理內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過程的順利進(jìn)行。設(shè)計課堂互動環(huán)節(jié)，如小組討論和實驗探究，提高學(xué)生學(xué)習(xí)動能和動能定理的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的機(jī)械能概念，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。提出問題，檢查學(xué)生對機(jī)械能的掌握情況，為學(xué)習(xí)新課打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解動能的定義、表達(dá)式和動能定理，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解。突出動能與速度平方的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)動能定理的應(yīng)用，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動探究：

設(shè)計小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞動能定理在特定情境下的應(yīng)用展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。鼓勵學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考動能轉(zhuǎn)化的過程。

技能訓(xùn)練：

總結(jié)歸納：

在新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對動能和動能定理知識點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。強(qiáng)調(diào)動能的計算方法和動能定理的原理，幫助學(xué)生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計用時：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

布置與動能和動能定理相關(guān)的隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對知識的掌握情況。鼓勵學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決問題。

錯題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯誤，進(jìn)行及時訂正和講解。引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹與動能定理相關(guān)的拓展知識，如能量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識視野。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合動能和動能定理的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考物理知識在保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源方面的意義，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。鼓勵學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得和體會，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的動能和動能定理內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)動能的計算和動能定理的應(yīng)用。肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識與技能：

-學(xué)生掌握了動能的定義、表達(dá)式及其與速度和質(zhì)量的關(guān)系，能夠準(zhǔn)確計算物體的動能。

-學(xué)生理解并掌握了動能定理的內(nèi)容，能夠運(yùn)用動能定理解釋物體在受力作用下的動能變化。

-學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識，解決實際問題時運(yùn)用動能定理進(jìn)行計算和分析，如計算物體的速度、功和位移等。

2.過程與方法：

-學(xué)生通過參與小組討論和實驗探究，提高了合作學(xué)習(xí)和解決問題的能力。

-學(xué)生在預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)和課后作業(yè)的過程中，學(xué)會了如何查找資料、自主學(xué)習(xí)和總結(jié)歸納。

-學(xué)生能夠運(yùn)用多媒體設(shè)備、教學(xué)軟件等現(xiàn)代化教學(xué)手段，輔助學(xué)習(xí)和探究物理現(xiàn)象。

3.情感態(tài)度與價值觀：

-學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對物理學(xué)科產(chǎn)生了更濃厚的興趣，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)物理的積極性和主動性。

-學(xué)生認(rèn)識到物理知識與現(xiàn)實生活的緊密聯(lián)系，關(guān)注物理知識在節(jié)能環(huán)保等方面的應(yīng)用，培養(yǎng)了社會責(zé)任感。

-學(xué)生在分享學(xué)習(xí)心得和體會的過程中，增進(jìn)了師生之間的情感交流，形成了一個和諧、積極向上的學(xué)習(xí)氛圍。

4.創(chuàng)新與實踐：

-學(xué)生在解決實際問題時，能夠嘗試運(yùn)用不同的方法和思路，培養(yǎng)了解決問題的創(chuàng)新意識。

-學(xué)生在實驗和實踐中，體驗到了物理知識的應(yīng)用，提高了實踐能力和動手操作能力。

-學(xué)生通過拓展知識的學(xué)習(xí)，關(guān)注學(xué)科前沿動態(tài)，激發(fā)了探索未知、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

5.學(xué)習(xí)能力：

-學(xué)生在預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、鞏固練習(xí)等環(huán)節(jié)，逐漸形成了自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的能力。

-學(xué)生在解答問題和完成作業(yè)的過程中，掌握了分析和解決問題的方法，提高了學(xué)習(xí)效率。

-學(xué)生通過不斷地學(xué)習(xí)、總結(jié)和應(yīng)用，提高了知識遷移和綜合運(yùn)用的能力。重點(diǎn)題型整理1.計算題：物體動能的計算

題目：一個質(zhì)量為2kg的物體以10m/s的速度運(yùn)動，求其動能。

解答：

動能（E_k）的計算公式為：E_k=1/2*m*v^2

其中，m表示質(zhì)量，v表示速度。

將已知數(shù)據(jù)代入公式：

E_k=1/2*2kg*(10m/s)^2

E_k=1/2*2*100

E_k=100J（焦耳）

答案：該物體的動能為100焦耳。

2.計算題：動能定理的應(yīng)用

題目：一個質(zhì)量為5kg的物體從10m的高處自由落下，忽略空氣阻力，求物體落地時的速度。

解答：

根據(jù)動能定理，物體所受的合外力所做的功等于物體動能的變化量。在這里，物體自由落下，只有重力做功，忽略空氣阻力。

重力做功（W）的計算公式為：W=m*g*h

其中，m表示質(zhì)量，g表示重力加速度（9.8m/s^2），h表示高度。

將已知數(shù)據(jù)代入公式：

W=5kg*9.8m/s^2*10m

W=490J（焦耳）

由于物體從靜止開始落下，初始動能為0，所以動能變化量等于重力做的功：

E_k=W=490J

動能的計算公式為：E_k=1/2*m*v^2

將動能和已知數(shù)據(jù)代入公式，解出落地時的速度v：

490J=1/2*5kg*v^2

v^2=490J/(1/2*5kg)

v^2=196

v=√196

v=14m/s

答案：物體落地時的速度為14m/s。

3.應(yīng)用題：動能定理在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用

題目：一輛質(zhì)量為1000kg的汽車以20m/s的速度行駛，剎車后速度減少到10m/s。假設(shè)剎車過程中汽車所受阻力為1000N，求剎車過程中汽車克服阻力所做的功。

解答：

根據(jù)動能定理，物體所受的合外力所做的功等于物體動能的變化量。

汽車初始動能（E_k1）為：

E_k1=1/2*m*v1^2

其中，m表示質(zhì)量，v1表示初始速度。

E_k1=1/2*1000kg*(20m/s)^2

E_k1=1/2*1000*400

E_k1=200000J（焦耳）

汽車剎車后動能（E_k2）為：

E_k2=1/2*m*v2^2

其中，v2表示剎車后的速度。

E_k2=1/2*1000kg*(10m/s)^2

E_k2=1/2*1000*100

E_k2=50000J（焦耳）

動能變化量（ΔE_k）為：

ΔE_k=E_k1-E_k2

ΔE_k=200000J-50000J

ΔE_k=150000J（焦耳）

由于剎車過程中汽車所受阻力為1000N，剎車過程中汽車克服阻力所做的功（W）等于動能變化量：

W=ΔE_k=150000J

答案：剎車過程中汽車克服阻力所做的功為150000焦耳。

4.討論題：動能與勢能的轉(zhuǎn)化

題目：一個物體從一定高度自由落下，空氣阻力忽略不計。討論物體在落地前后的動能和勢能的轉(zhuǎn)化情況。

解答：

物體在自由落體過程中，勢能轉(zhuǎn)化為動能。

初始時，物體具有一定的高度（h），具有勢能（E_p=m*g*h）。

隨著物體下落，高度減小，勢能逐漸減小，同時速度增加，動能逐漸增大。

當(dāng)物體落地時，高度為0，勢能為0，此時物體的速度達(dá)到最大，動能達(dá)到最大值。

落地后，物體繼續(xù)受到重力作用，速度減小，動能減小。若物體能夠彈起，動能會再次轉(zhuǎn)化為勢能。

答案：物體在自由落體過程中，勢能轉(zhuǎn)化為動能；落地后，動能轉(zhuǎn)化為勢能（如果物體彈起）。

5.分析題：動能定理在碰撞中的應(yīng)用

題目：兩個質(zhì)量相同的物體A和B，A以10m/s的速度向靜止的B碰撞，碰撞后兩者粘在一起。假設(shè)碰撞為彈性碰撞，求碰撞后兩者的速度。

解答：

由于碰撞為彈性碰撞，動能守恒，即碰撞前后的總動能保持不變。

物體A的初始動能為：

E_kA=1/2*m*vA^2

其中，m表示質(zhì)量，vA表示物體A的初始速度。

E_kA=1/2*m*(10m/s)^2

E_kA=1/2*m*100

E_kA=50mJ（毫焦耳）

物體B的初始動能為0，因為靜止。

碰撞后，兩者粘在一起，設(shè)碰撞后的速度為v，根據(jù)動能守恒：

E_kA+E_kB=E_kAB

1/2*m*(10m/s)^2+0=1/2*(m+m)*v^2

50mJ=2m*v^2

v^2=50mJ/(2m)

v^2=25

v=√25

v=5m/s

答案：碰撞后，物體A和B的共同速度為5m/s。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：學(xué)生積極參與課堂活動，認(rèn)真聽講，主動提問，與教師互動良好。大部分學(xué)生能夠跟上教學(xué)節(jié)奏，表現(xiàn)出較強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

2.小組討論成果展示：學(xué)生在小組討論中積極參與，相互合作，共同探討動能和動能定理的應(yīng)用。通過小組討論，學(xué)生能夠更好地理解動能定理在實際問題中的應(yīng)用，提高了解決問題的能力。

3.隨堂測試：隨堂測試結(jié)果顯示，大部分學(xué)生能夠掌握動能和動能定理的基本概念，能夠運(yùn)用公式進(jìn)行計算。但也有部分學(xué)生在計算過程中出現(xiàn)錯誤，需要進(jìn)一步加強(qiáng)練習(xí)和理解。

4.實驗探究：學(xué)生在實驗探究中表現(xiàn)出較高的興趣，積極參與實驗操作，觀察實驗現(xiàn)象。通過實驗探究，學(xué)生能夠更好地理解動能定理的原理，提高了解決實際問題的能力。

5.作業(yè)完成情況：大部分學(xué)生能夠按時完成作業(yè)，作業(yè)質(zhì)量較高。但也有一部分學(xué)生在作業(yè)中出現(xiàn)錯誤，需要進(jìn)一步加強(qiáng)練習(xí)和理解。

6.教師評價與反饋：教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)給予積極評價，鼓勵學(xué)生繼續(xù)努力。針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題，教師及時給予指導(dǎo)和幫助，提供個性化的反饋，幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效果。同時，教師也關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和參與度，鼓勵學(xué)生積極參與課堂活動，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性。板書設(shè)計①重點(diǎn)知識點(diǎn)：

-動能定義：物體由于運(yùn)動而具有的能量。

-動能表達(dá)式：EK=1/2mv2，其中m為質(zhì)量，v為速度。

-動能定理：合外力做的功等于物體動能的變化量。

②重點(diǎn)詞句：

-"動能與速度