2024-2025學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7 動(dòng)能和動(dòng)能定理教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第七章機(jī)械能守恒定律7動(dòng)能和動(dòng)能定理教案新人教版必修2主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容2024-2025學(xué)年高中物理第七章機(jī)械能守恒定律7動(dòng)能和動(dòng)能定理教案新人教版必修2

1.動(dòng)能的定義與表達(dá)式：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，表達(dá)式為EK=1/2mv2。

2.動(dòng)能定理：物體在力的作用下，其動(dòng)能的變化等于外力對物體所做的功。

3.動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)化：在只有重力或彈力做功的條件下，物體的動(dòng)能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能守恒。

4.應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題：分析物體在力的作用下，速度和動(dòng)能的變化，解決相關(guān)的物理問題。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：通過探究動(dòng)能和動(dòng)能定理，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理概念和原理進(jìn)行分析、推理的科學(xué)思維能力。

2.實(shí)踐與創(chuàng)新：運(yùn)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題，激發(fā)學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象，培養(yǎng)其動(dòng)手實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

3.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)、討論等方式，主動(dòng)探索動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，提高科學(xué)探究能力。

4.情感態(tài)度與價(jià)值觀：讓學(xué)生了解動(dòng)能和動(dòng)能定理在生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)對物理學(xué)科的興趣和認(rèn)識，樹立正確的科學(xué)價(jià)值觀。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了相關(guān)知識：學(xué)生在前期學(xué)習(xí)中，已經(jīng)了解了速度、加速度等基本物理概念，掌握了牛頓運(yùn)動(dòng)定律，以及功和能的基本概念，為學(xué)習(xí)動(dòng)能和動(dòng)能定理奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對物理現(xiàn)象充滿好奇心，具備一定的觀察能力和動(dòng)手操作能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生善于邏輯推理，喜歡通過公式和理論解決問題；另一部分學(xué)生則更傾向于通過實(shí)驗(yàn)和觀察來學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)動(dòng)能和動(dòng)能定理時(shí)，學(xué)生可能對能量轉(zhuǎn)化的過程理解不夠深入，對動(dòng)能定理的應(yīng)用感到困惑。此外，對數(shù)學(xué)運(yùn)算和物理公式結(jié)合的能力要求較高，部分學(xué)生可能在這方面遇到挑戰(zhàn)。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源1.硬件資源：

-物理實(shí)驗(yàn)室

-動(dòng)能實(shí)驗(yàn)裝置

-電腦和投影儀

2.軟件資源：

-動(dòng)態(tài)物理模擬軟件

-動(dòng)能定理教學(xué)課件

-物理公式編輯器

3.課程平臺：

-學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)

-電子白板

-在線物理教學(xué)資源庫

4.信息化資源：

-電子教材

-教學(xué)視頻

-互動(dòng)式學(xué)習(xí)軟件

5.教學(xué)手段：

-探究式教學(xué)

-分組討論

-實(shí)驗(yàn)演示

-互動(dòng)問答

-課后在線輔導(dǎo)與答疑教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

-教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)，發(fā)布關(guān)于動(dòng)能和動(dòng)能定理的預(yù)習(xí)資料，包括課件、教學(xué)視頻和預(yù)習(xí)指南。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞動(dòng)能的定義和應(yīng)用，設(shè)計(jì)問題，如“動(dòng)能與速度的關(guān)系如何？”、“動(dòng)能定理如何表述？”

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過系統(tǒng)跟蹤和學(xué)生的反饋，了解預(yù)習(xí)情況，確保學(xué)生對基本概念有所了解。

-學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生按照預(yù)習(xí)指南，自主學(xué)習(xí)動(dòng)能相關(guān)概念。

思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生嘗試回答預(yù)習(xí)問題，記錄疑問。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生通過系統(tǒng)提交預(yù)習(xí)筆記和問題。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識的能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺共享預(yù)習(xí)資料，提高預(yù)習(xí)效率。

-作用與目的：

幫助學(xué)生初步理解動(dòng)能概念，為課堂深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和預(yù)習(xí)習(xí)慣。

2.課中強(qiáng)化技能

-教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的例子（如車輛碰撞實(shí)驗(yàn)視頻），引出動(dòng)能和動(dòng)能定理的重要性。

講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解動(dòng)能的計(jì)算公式和動(dòng)能定理的原理。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論和實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能定理。

解答疑問：針對學(xué)生提出的問題，進(jìn)行個(gè)別或集體解答。

-學(xué)生活動(dòng)：

聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，對動(dòng)能定理的應(yīng)用場景進(jìn)行思考。

參與課堂活動(dòng)：學(xué)生在小組內(nèi)討論，動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察動(dòng)能的變化。

提問與討論：學(xué)生提出問題，參與課堂討論，共同解決難題。

-教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：確保學(xué)生對動(dòng)能定理的理解。

實(shí)踐活動(dòng)法：通過實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對動(dòng)能定理的理解。

合作學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

-作用與目的：

加深學(xué)生對動(dòng)能定理的理解，掌握動(dòng)能的計(jì)算和應(yīng)用。

通過實(shí)驗(yàn)和合作學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：根據(jù)課堂內(nèi)容，布置相關(guān)的練習(xí)題，鞏固學(xué)生對動(dòng)能定理的理解。

提供拓展資源：向?qū)W生推薦相關(guān)的物理書籍和在線資源，供有興趣的學(xué)生深入學(xué)習(xí)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，提供個(gè)性化的反饋和指導(dǎo)。

-學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)。

拓展學(xué)習(xí)：對動(dòng)能和動(dòng)能定理感興趣的學(xué)生，可以通過推薦的資源進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)：學(xué)生回顧學(xué)習(xí)過程，總結(jié)學(xué)習(xí)收獲，提出改進(jìn)措施。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主鞏固知識和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：幫助學(xué)生建立自我評價(jià)和提升的機(jī)制。

-作用與目的：

鞏固學(xué)生對動(dòng)能定理的理解，提高解題能力。

拓寬學(xué)生的知識視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

培養(yǎng)學(xué)生的自我反思和自我管理能力。知識點(diǎn)梳理1.動(dòng)能的定義與表達(dá)式

-物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量稱為動(dòng)能。

-動(dòng)能的表達(dá)式為：EK=1/2mv2，其中m為物體的質(zhì)量，v為物體的速度。

2.動(dòng)能定理

-動(dòng)能定理表述為：物體在力的作用下，其動(dòng)能的變化等于外力對物體所做的功。

-數(shù)學(xué)表達(dá)式為：ΔEK=W，其中ΔEK表示動(dòng)能的變化量，W表示外力所做的功。

3.動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)化

-在只有重力或彈力做功的條件下，物體的動(dòng)能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能守恒。

-動(dòng)能增加時(shí)，勢能減少；動(dòng)能減少時(shí)，勢能增加。

4.動(dòng)能定理的應(yīng)用

-動(dòng)能定理可以用來解決物體在力的作用下速度和動(dòng)能的變化問題。

-應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，需要考慮作用力的方向、大小以及物體運(yùn)動(dòng)的方向和速度的變化。

5.實(shí)際問題中的動(dòng)能定理

-分析物體在斜面上下滑、碰撞、爆炸等物理過程中的動(dòng)能變化。

-應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題，如計(jì)算碰撞前后物體的速度、計(jì)算所需的功等。

6.動(dòng)能守恒定律

-在沒有外力做功或外力做功為零的情況下，系統(tǒng)的總動(dòng)能保持不變。

-動(dòng)能守恒定律是解決復(fù)雜動(dòng)力學(xué)問題的有力工具。

7.動(dòng)能的測量與計(jì)算

-實(shí)驗(yàn)測量物體在某一速度下的動(dòng)能，驗(yàn)證動(dòng)能與速度的平方成正比關(guān)系。

-通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論計(jì)算，探討動(dòng)能與物體質(zhì)量、速度之間的關(guān)系。

8.動(dòng)能定理與能量守恒的關(guān)系

-動(dòng)能定理是能量守恒定律在動(dòng)力學(xué)問題中的具體表現(xiàn)。

-在一定條件下，動(dòng)能定理可以推導(dǎo)出能量守恒的結(jié)論。

9.動(dòng)能定理在物理學(xué)中的地位與作用

-動(dòng)能定理是連接力學(xué)與能量學(xué)的重要橋梁。

-在高中物理學(xué)習(xí)中，動(dòng)能定理是理解能量守恒和機(jī)械能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。

10.動(dòng)能定理的局限性

-動(dòng)能定理僅適用于宏觀、低速的物體，對于微觀、高速物體，需要引入相對論概念。

-在復(fù)雜系統(tǒng)中，動(dòng)能定理可能需要與其他物理定律結(jié)合使用，才能解決實(shí)際問題。課后作業(yè)1.計(jì)算題：一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，以10m/s的速度運(yùn)動(dòng)。求物體的動(dòng)能。

解答：EK=1/2mv2=1/2×2kg×(10m/s)2=100J

2.應(yīng)用題：一輛汽車質(zhì)量為1200kg，以20m/s的速度行駛。若要使汽車停下來，需要做多少功？

解答：由于汽車停下來時(shí)動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為其他形式的能量（如熱能、聲能等），所以所需做的功等于汽車原來的動(dòng)能。

W=EK=1/2mv2=1/2×1200kg×(20m/s)2=1.44×10?J

3.分析題：一物體從斜面頂端滑下，斜面高1m，斜面傾角為30°。物體滑到斜面底端時(shí)速度為5m/s。求物體在斜面上下滑過程中的動(dòng)能變化量。

解答：物體在斜面上下滑過程中，重力做功，將勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

W=mgh=mgdsinθ=1kg×9.8m/s2×1m×sin30°=4.9J

動(dòng)能變化量：ΔEK=W=4.9J

4.計(jì)算題：一輛質(zhì)量為200g的子彈以500m/s的速度射入一塊質(zhì)量為10kg的木塊中，假設(shè)子彈與木塊發(fā)生完全非彈性碰撞，求碰撞后子彈和木塊的共同速度。

解答：由動(dòng)能守恒定律可知，碰撞前后的總動(dòng)能保持不變。

EK子彈+EK木塊=(1/2)m子彈v2子彈+(1/2)m木塊v2木塊

(1/2)×0.2kg×(500m/s)2=(1/2)×(0.2kg+10kg)×v2

v=√[(0.2kg×(500m/s)2)/(0.2kg+10kg)]

v≈44.7m/s

5.討論題：一輛自行車在下坡過程中，動(dòng)能增加，勢能減少。試分析自行車在下坡過程中，動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

解答：自行車在下坡過程中，重力做正功，使勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。動(dòng)能的增加量等于重力所做的功，即：

ΔEK=mgh

其中，m為自行車和騎車人的總質(zhì)量，g為重力加速度，h為下坡高度。板書設(shè)計(jì)一、動(dòng)能

-定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量

-表達(dá)式：EK=1/2mv2

二、動(dòng)能定理

-內(nèi)容：物體在力的作用下，其動(dòng)能的變化等于外力對物體所做的功

-表達(dá)式：ΔEK=W

三、動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)化

-條件：只有重力或彈力做功

-關(guān)系：動(dòng)能增加，勢能減少；動(dòng)能減少，勢能增加

四、動(dòng)能定理的應(yīng)用

-實(shí)際問題分析

-動(dòng)能計(jì)算

-功的計(jì)算

五、動(dòng)能守恒定律

-內(nèi)容：在沒有外力做功的情況下，系統(tǒng)的總動(dòng)能保持不變

-應(yīng)用：解決復(fù)雜動(dòng)力學(xué)問題

六、動(dòng)能的測量與計(jì)算

-實(shí)驗(yàn)方法

-數(shù)據(jù)分析

-關(guān)系探討

七、動(dòng)能定理與能量守恒的關(guān)系

-動(dòng)能定理是能量守恒定律在動(dòng)力學(xué)問題中的具體表現(xiàn)

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