2024-2025學(xué)年高中物理第七章機械能守恒定律7動能和動能定理教案新人教版必修2

PAGE1-動能和動能定理【教學(xué)目標】一．學(xué)問與技能1．使學(xué)生進一步理解動能的概念，駕馭動能的計算式。2．結(jié)合教學(xué)，對學(xué)生進行探究探討和科學(xué)思維實力的訓(xùn)練。3．理解動能定理的準確含義，應(yīng)用動能定理解決實際問題。二.過程與方法1．運用歸納推導(dǎo)方式推導(dǎo)動能定理的表達式。2.對比分析動力學(xué)學(xué)問與動能定理的應(yīng)用。三.情感、看法與價值觀通過動能定理的推導(dǎo),感受勝利的喜悅，培育學(xué)生對科學(xué)探討的愛好?！窘虒W(xué)重點、難點】教學(xué)重點：動能的概念。教學(xué)難點：對動能定理的理解和應(yīng)用?！窘虒W(xué)方法】探究、講授、探討、練習【教具打算】多媒體課件【教學(xué)過程】[新課導(dǎo)入]上節(jié)課我們用試驗探討了在一個特殊情形下動能與的關(guān)系，這節(jié)課我們將用理論進行推導(dǎo)，看理論與試驗是否相符。（觀看日本的海嘯）提問：洪水為什么具有這樣大的破壞性？［板書］動能、動能定理.師：我們知道動能的大小是與哪些因素有關(guān)?生：物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，物體的質(zhì)量越大，運動的速度越大，物體具有的動能就越大。那么動能與物體的質(zhì)量和速度之間有什么定量的關(guān)系呢?我們接下來就來探究這個問題。[新課教學(xué)]動能的表達式(投影展示思索，小組合作探討)思索1：一架在水平跑道上的飛機在牽引力的作用下（不記阻力），在起飛跑道上加速運動，速度越來越大，問：（1）飛機的動能如何改變？為什么？（2）飛機動能改變的緣由是什么？（3）牽引力對飛機所做的功與飛機動能的改變之間有什么關(guān)系？引導(dǎo)學(xué)生回答（1）飛機的動能增大，因為飛機的質(zhì)量不變，但是速度越來越大。（2）由于牽引力對飛機做功，導(dǎo)致飛機的動能不斷增大。（3）由功能關(guān)系可以得到，牽引力對飛機做了多少功，飛機的動能就增加多少。［方法滲透］由于牽引力所做的功和動能改變之間的等量關(guān)系，我們可以依據(jù)做功的多少，來定量地確定動能。（用投影儀投影下列物理情景及問題，學(xué)生自主學(xué)習“動能的表達式”并完成相應(yīng)問題。）mLFmF一個初速為v1，質(zhì)量為mmLFmF物體在恒力作用下做怎樣的運動？物體加速度為多大？物體的位移可以怎樣表示？在這個過程中恒力做的功為多少？【學(xué)生作出相應(yīng)回答】W=強調(diào)這里的力為合外力，這個式子對比重力做功與重力勢能改變量關(guān)系的過程：重力做的功表明重力做的功等于“mgh”的改變，同理這個式子可以用文字敘述成什么？［學(xué)生歸納］用文字語言表述表中的結(jié)論：力F所做的功等于“mv2”這個物理量的改變。物理學(xué)上就把這個具有特定意義的物理量叫動能。補充：（激勵：這位同學(xué)總結(jié)得特別好，我們都要向他學(xué)習）我們在上一節(jié)課的試驗探究中已經(jīng)表明，力對初速度為零的物體所做功與物體速度的平方成正比，這也印證了我們的想法。（板書）一動能（）動能的表達式：一個新的物理量的學(xué)習，除了對它的概念和表達式的學(xué)習以外，還要駕馭它的其他什么相關(guān)內(nèi)容？請同學(xué)們類比“重力勢能”這個物理量的學(xué)習過程，總結(jié)還應(yīng)駕馭哪些動能的相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生回答：動能的單位、動能的矢量性、是狀態(tài)量還是過程量、正負性。單位：焦耳（J）矢標性：標量狀態(tài)量正值補充：這位同學(xué)總結(jié)的很好，很全面，只有一點須要補充一下，我們知道，重力勢能和彈簧的彈性勢能都與相對位置有關(guān)，那么動能有沒有相對性呢?動能也應(yīng)當有相對性，它與參考系的選取有關(guān)。以后再探討這個問題時，假如不加以特殊的說明，都是以地面為參考系來探討問題的。課堂練習：質(zhì)量肯定的物體……………(BC)A.速度發(fā)生改變時，其動能肯定改變B.速度發(fā)生改變時，其動能不肯定改變C.速度不變時．其動能肯定不變D.動能不變時，其速度肯定不變2.我國在1970年放射的第一顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為173Kg,做勻速圓周運動的速度為7.2km/s，它的動能是多少？學(xué)生自己計算：=173（7.2）J=(過渡)有了動能的表達式后，前面我們推出的W＝,,就可以寫成W＝Ek2—Ek1這個式子表明什么問題呢?請你用文字敘述一下。學(xué)生敘述：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改變。補充：（激勵）而這位同學(xué)剛剛歸納的這個結(jié)論，就是我們今日要學(xué)的動能定理。（板書）二動能定理內(nèi)容：力（合外力）)在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的改變。1.物體動能的改變：2.表達式：3.公式中各量的物理意義及單位學(xué)生回答：（老師引導(dǎo)）表示合力做的功，（怎么求合力做的功？）1、先求物體所受的合外力，在求合外力做的功；2、外力做功之和（這里的力都應(yīng)當是恒力）。（那假如我們遇到的是變力怎么辦？如動力機器在一恒定功率啟動的時候，牽引力隨著速度的增大而變小，那怎么求這時合力做的功？）W=Pt單位J，表示末動能，表示初動能，（所以我們要搞清晰初速度和末速度，才能正確的表達出初動能和末動能）表示動能的改變，這與一過程相對應(yīng)，右面的單位也是J。那中間還有一個“等于”表示什么意思？一個是表示左右兩邊單位相同，另外引起物體動能改變的緣由是因為合力對物體做了功，合力所做的功等于物體動能的改變，所以物體動能的改變可以用什么來量度呀？合力所做的功?！?”反映了動能的改變用合外力對物體所做的功來量度。小組合作探討：1.當力對物體做正功時，物體動能如何改變？（課件展示問題）2.當力對物體做負功時，物體動能如何改變？拓展：剛才我們推導(dǎo)出來的動能定理，我們是在物體受恒力作用且做直線運動的狀況下推出的．動能定理是否可以應(yīng)用于變力做功或物體做曲線運動的狀況，該怎樣理解?當物體受到的力是變力，或者物體的運動軌跡是曲線時，我們?nèi)耘f采納過去的方法，把過程分解為許多小段，認為物體在每小段運動中受到的力是恒力，運動的軌跡是直線，這樣也能得到動能定理．正是因為動能定理適用于變力做功和曲線運動的狀況，所以在解決一些實際問題中才得到了更為廣泛的應(yīng)用．（板書）三應(yīng)用（投影展示例題，學(xué)生分析問題，探討探究解決問題的方法．）例1.一架噴氣式飛機，質(zhì)量ｍ＝5×103kg，起飛過程中從靜止起先滑跑的位移為L＝500ｍ時，達到起飛速度ｖ＝60ｍ/s，在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飛機受到的牽引力.引導(dǎo)學(xué)生審題并思索：飛機的初速度多大？末速度多大？2.飛機運動過程中水平方向受到哪些力的作用？各個力的大小和方向如何?（請同學(xué)們思索分析，并解決這個問題，給同學(xué)們肯定時間，老師巡回指導(dǎo)）抽點學(xué)生敘述解題思路。有的可能用動能定理解決這個問題，有些可能用牛頓運動定律和運動學(xué)公式解決這個問題，（假如沒有，老師引導(dǎo)）并正在屏幕上展示這兩種解題過程。小組合作探討：比較上面兩種解題過程，分析運用動能定律解題的優(yōu)點。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：1.動能定理不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題要比牛頓運動定律便利。2.動能定理能夠解決變力做功和曲線運動問題，而牛頓運動解決這樣一類問題特別困難。課后思索1：請大家依據(jù)這道題總結(jié)一下用動能定理解決問題的一般步驟。課后思索2：完成教材73頁例2，并思索：做功的過程是能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過程，或從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體的過程。在例2中，阻力做功，汽車的動能到哪里去了？【課堂小結(jié)】（讓學(xué)生自己小結(jié)，在屏幕上展示小結(jié)內(nèi)容）7.7動能和動能定理動能的表達式1．動能的表達式：Ek=．2．動能的單位和標矢性動能定理1．推導(dǎo)過程2．內(nèi)容：合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改變．3．公式表示：W合＝