動能和動能定理+++教材分析高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊+

第3節(jié)動能和動能定理一、教材分析《動能和動能定理》是本章的第3節(jié)，主要涉及動能表達式的引入、動能定理的推導及動能定理的應用等內(nèi)容。課標要求：理解動能和動能定理。能用動能定理解釋生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象。二、學情分析

本節(jié)內(nèi)容具有承前啟后的作用。本節(jié)內(nèi)容是“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”認識的進一步深化理解，拓展求解功的問題的思路。同時，本節(jié)內(nèi)容也為機械能守恒定律的學習打下了基礎，為學生建立起系統(tǒng)的功能關(guān)系奠定了思維基礎。

此外，學生在初中已經(jīng)接觸過動能概念并定性探究了動能與質(zhì)量、速度的關(guān)系，這為動能的定量研究及動能定理的推導做了鋪墊。

但是功和能的概念較為抽象，接觸到的知識都是分塊獨立的，其中的內(nèi)在聯(lián)系不明確，學生尚不能充分理解功能關(guān)系，對動能的概念也缺乏本質(zhì)上的認識。三、教學目標物理觀念：（1）認識動能本質(zhì)，理解動能定理，知道動能是描述物體能量狀態(tài)的物理量；

（2）感受動能定理和牛頓運動定律的不同，會用動能定律解釋生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象?？茖W思維：（1）經(jīng)歷動能表達式的引入，體會科學猜想、論證及類比的方法；

（2）利用已有的運動學知識推導動能定理，掌握演繹推理的物理方法?？茖W探究：（1）通過動能定理的推導，理解不設置加速度和時間等物理量的原因；

（2）從恒力作用下直線運動到變力作用下的曲線運動，感受簡單到復雜的探究過程。科學態(tài)度與責任：（1）從生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)認真觀察和思考的研究態(tài)度，理解科學探究的全面、嚴密的態(tài)度；

（2）通過體驗用動能定理解決實際問題，培養(yǎng)學生從物理走向生活的科學態(tài)度。四、教學重難點教學重點：

動能定理的理解和應用

教學難點：

動能表達式的引入與動能定理的推導環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設情境，引出主問題五、教學過程設計意圖：充分利用初中階段的已有認知，以此作為建構(gòu)新知識的起點，引導學生深入思考、發(fā)問和探究，同時滲透從定性研究到定量研究物理問題的思維創(chuàng)設學生熟悉的情境：初中探索動能與哪些因素有關(guān)的實驗。演示問題引導小實驗：粉筆盒的動能為什么會改變？如何描述這個變化？主問題物體的動能為什么會改變？如何描述這個變化？設計意圖：以“物體的動能為什么會改變？如何描述這個變化？”作為主問題，串聯(lián)了整個課堂教學的知識主線和思維主線。知識主線：揭示物體動能改變的原因，推導出動能定理，探究了動能定理的應用；思維主線：從動能的定性分析延伸至定量研究，實現(xiàn)思維的過渡，顯化推理演繹的物理方法，由易到難，拓展思維廣度和深度，形成解決問題的能力。Fsv0vt【情景】假設粉筆盒質(zhì)量為m，在水平合外力F

作用下發(fā)生了位移s，速度由v0變?yōu)榱藇t。試從以下兩個角度解釋粉筆盒的速度為什么增加？角度1.動力學角度：

角度2.功是能量轉(zhuǎn)化的量度:

則①式便為動能定理的原始表達環(huán)節(jié)二：依托問題，引入動能表達式設計意圖：直接點出推理演繹，顯化物理方法，引導學生轉(zhuǎn)換研究思路，將粉筆盒抽象為質(zhì)點，通過粉筆盒運動的物理現(xiàn)象建立質(zhì)點運動模型，培養(yǎng)學生建立物理模型的意識，經(jīng)歷受力分析、作圖、列方程，強化運動模型的解析思路。此外，利用隨手可得的粉筆盒幫助學生建構(gòu)質(zhì)點運動模型，讓學生感受到生活中處處都是物理，在潛移默化中學會以物理現(xiàn)象聯(lián)系物理規(guī)律。m為物體的質(zhì)量v為物體的瞬時速度單位：焦耳（J）Ek＝mv2動能表達式分析我們對動能的表達式Ek＝mv2/2的理解1、動能是標量，且只有正值，動能只與物體的速度大小有關(guān)，與速度方向無關(guān)。2、動能是狀態(tài)量.v是瞬時速度。在某一時刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動能。3、動能具有相對性，對不同的參考系，物體速度有不同的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都以地面為參考系研究物體的運動。例、關(guān)于動能的理解，請你判斷下列說法那個更合理（）

A、一定質(zhì)量的物體，速度變化時，動能一定變化。B、一定質(zhì)量的物體，速度不變時，動能一定不變。C、一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化。D、一定質(zhì)量的物體，動能不變時，速度一定不變。隨堂鞏固W＝Ek2－Ek1△Ek改寫

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。W＝mv22－mv12環(huán)節(jié)三、動能定理的認識與理解＝問題1：力指的是什么？問題2：怎么求力在一個過程中做的功？問題3：動能變化指的是什么？

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。學生需要回答三個問題，以此促進學生對動能定理使用范圍的認識和理解。圍繞動能定理的數(shù)學表達——分析動能定理的內(nèi)在特點

（原因）（結(jié)果）大局觀：一個過程兩個狀態(tài)細節(jié)：（1）受力分析（2）做功分析（3）代數(shù)相加末速度和初速度深度思考：動能定理是否可以應用于變力做功或物體做曲線運動的情況，該怎樣理解?把過程分解為很多小段，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．（微元法的思想）對動能定理的理解1、當外力做正功時，W>0，故Ek2>Ek1，即動能增加當外力做負功時，W<0，故Ek2<Ek1，即動能減少2、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。3、適用范圍：

既適用于恒力做功，也適用于變力做功；

既適用于直線運動，也適用于曲線運動。應用動能定理解題的基本思路(1)選取研究對象，明確它的運動過程；(2)分析研究對象的受力情況和各力的做功情況：(3)明確研究對象在過程的初末狀態(tài)的動能Ek1和Ek2；(4)列動能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解題方程，進行求解．例1.在海濱游樂場有一種滑沙的娛樂活動。如下圖所示，人坐在滑板上從斜坡的高處A點由靜止開始下滑，滑到斜坡底部B點后沿水平滑道再滑行一段距離到C點停下來，斜坡滑道與水平滑道間是平滑連接的，滑板與兩滑道間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.50,不計空氣阻力，重力加速度g＝10m/s2，斜坡傾角θ＝37°。若由于受到場地的限制,A點到C點的水平距離為s＝50m，為確保人身安全，假如你是設計師，你認為在設計斜坡滑道時，對高度應有怎樣的要求？講解的幾個要點：1.首先從大局出發(fā)，找到初態(tài)、末態(tài)和中間的過程2.再從細節(jié)出發(fā)，物體受力和做功情況，從因果律的角度讓學生說一遍：“因為……,所以…….

4.這個題在牛頓定律部分做過，如今重做后，讓學生體會動能定理的解題優(yōu)勢在哪里？環(huán)節(jié)四、動能定理的初步應用體驗1、如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長為L的輕質(zhì)細線懸于O點，在與O點處于同一水平線上的P點處有一個光滑的細釘，已知OP＝L/2，在A點給小球一個水平向左的初速度v0，發(fā)現(xiàn)小球恰能到達跟P點在同一豎直線上的最高點B。求：(1)小球到達B點時的速率；(2)若不計空氣阻力，則初速度v0為多少；(3)若初速度v0＝3(gL)1/2，則小球在從A到B的過程中克服空氣阻力做了多少功。環(huán)節(jié)五、鞏固練習2、

小孩玩冰壺游戲，如圖所示，將靜止于O點的冰壺(視為質(zhì)點)沿直線OB用水平恒力推到A點放手，此后冰壺沿直線滑行，最后停在B點．已知冰面與冰壺的動摩擦因數(shù)為μ，冰壺質(zhì)量為m，OA＝x，AB＝L。重力加速度為g。求：(1)冰壺在A點的速率vA；(2)冰壺從O點運動到A點的過程中受到小孩施加的水平推力F.OAB3、質(zhì)量為m的小物體A放在質(zhì)量為m0木板B的左端，B在水平拉力的作用下，沿水平地面勻速向右滑動，且A、B相對靜止。某時刻撤去水平拉力，經(jīng)過一段時間。B在地面上滑行的距離為x，A在B上向右滑行的距離為L，最后A和B都停下來。設A和B間的動摩擦因素為μ1，B與地面間的動摩擦因素為μ2，且μ1<μ2，求x的表達式