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2019-2020年人教版高中物理必修二 第七章 第7節(jié) 動能和動能定理 教案2 一、教學(xué)目標(biāo) 1．知識和技能： ⑴理解動能的概念，會用動能的定義式進行計算； ⑵理解動能定理及其推導(dǎo)過程； ⑶知道動能定理的適用條件，會用動能定理進行計算。 2．過程和方法： ⑴體驗實驗與理論探索相結(jié)合的探究過程。 ⑵培養(yǎng)學(xué)生演繹推理的能力。 ⑶培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)造性思維。 3．情感、態(tài)度和價值觀： ⑴激發(fā)學(xué)生對物理問題進行理論探究的興趣。 ⑵激發(fā)學(xué)生用不同方法處理同一問題的興趣，會選擇用最優(yōu)的方法處理問題。 二、設(shè)計思路 動能定理是力學(xué)中一條重要規(guī)律，它反映了外力對物體所做的總功跟物體動能改變的關(guān)系，動能定理貫穿在本章以后的內(nèi)容中，是本章的教學(xué)重點。學(xué)習(xí)并掌握它，對解決力學(xué)問題，尤其是變力做功，多過程問題或時間未知情況下的問題有很大的方便。 本課教學(xué)設(shè)計的過程為： 通過具體實例，深化對動能和動能定理的理解，并規(guī)范解題步驟，體現(xiàn)其優(yōu)越性。 通過對前面探討過程的深入思考，得出動能定理 設(shè)計情景，進行理論探討和論證，找出動能的表達式。 學(xué)生回憶上節(jié)課的實驗，引起思考，力做功與速度變化的關(guān)系 由于本節(jié)內(nèi)容較多又很重要，所以安排兩節(jié)課，一節(jié)新授課、一節(jié)習(xí)題課，以達到良好的效果。本節(jié)教案為新授課教案 三、教學(xué)重點、難點 1．重點：⑴動能概念的理解；⑵動能定理及其應(yīng)用。 2．難點：對動能定理的理解。 四、教學(xué)方法 講授法、討論法、練習(xí)法 五、教學(xué)設(shè)計 教師活動 學(xué)生活動 點 評 一、引入新課 回顧探究功與速度變化關(guān)系的實驗 提問1：當(dāng)v0=0時，拉力對小車做的功與速度有什么關(guān)系？ 提問2：當(dāng)v0≠0時，力對小車做功與速度的變化有什么關(guān)系？ 設(shè)計情景：建立模型，如圖所示，某物體的質(zhì)量為m，在與運動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移，速度由v1增加到v2。求從動力學(xué)和運動學(xué)的角度找出F、l、與m、 v2 、v1的關(guān)系。 選擇學(xué)生的答案，投影學(xué)生的解答過程，歸納，總結(jié)。 根據(jù)牛頓第二定律： ……① 根據(jù)運動學(xué)公式：…② 代入得： ……③ 移項得： 即得： 提問3：對于上面的結(jié)論，你有什么想法？ 提示：①將結(jié)論與實驗結(jié)合對比。 v0≠0時，W∝v22-v12 比例系數(shù)為m/2 ②功是能量轉(zhuǎn)化的量度。 ，對應(yīng)著后來和開始位置的一種能量。這個能量與速度及物體的質(zhì)量有關(guān)，我們把這種能量定義為動能。 【板書】一、動能 1、定義：物體由于運動而具有的能量叫動能。 二、新課教學(xué) 【板書】2、公式： 【板書】3、理解： ①動能是標(biāo)量，且總為正值，由物體的速率和質(zhì)量決定，與運動方向無關(guān)； ②動能的單位：焦（J） 1J=1Nm=1kgm2/s2 ③動能是狀態(tài)量 ④動能的改變量 雖然Ek永遠為正但是△Ek有正有負?！鱁k為正則動能增加，△Ek為負則動能減小。 例1：對動能的理解，下列說法正確的是（ A 、C ） A.凡是運動的物體，都具有動能 B.質(zhì)量一定的物體，速度變化，則動能一定變化 C.同一質(zhì)量的物體，動能變化，則速度一定變化 D.動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài) 二、對的理解 講解：有了動能的相關(guān)知識，我們再對 進一步認(rèn)識。 提問4：動能的改變與什么外因有關(guān)？ 若學(xué)生回答是質(zhì)量、速度時，教師提示質(zhì)量確定時，速度改變時什么因素造成的？即動能改變的外因是什么？ 【板書】 （1） 力對物體做功是造成物體動能改變的外因。 提問5：對于結(jié)論中F是力，請問這個力是什么力？除了題目中的拉力，其他力可以嗎？ 提問6：如果物體同時受多個力作用，什么力做功使物體的動能變化？(如下例) l f F V1 V2 【板書】 （2） 力F做功指物體所受的合外力對物體做的總功。 例題2：一質(zhì)量為M的物體從高為h傾角為θ的光滑斜面上滑下，求滑到底端時物體的速度。 變式1：若斜面粗糙，且摩擦因素是μ，則滑到底端時的速度時多少？ h θ 可將改寫 【板書】三、動能定理 1、表達式： 2、表述：合外力在一個過程中對物體做的功，等于這段過程中物體動能的變化。 h H 例3：將質(zhì)量m的一塊石頭從離地面H高處由靜止開始釋放，①求落到地面時的速度。②石頭落到地面后陷入泥中h深處，不計空氣阻力，求泥對石頭的平均阻力。 可以全過程解題： 3、適用條件：動能定理適用于恒力、變力做功和勻加速、變加速運動，單過程、多過程等情況。 例4、一輛質(zhì)量為m 、速度為v0 的汽車，關(guān)閉發(fā)動機后，在水平面上滑行了x 的距離停下。求該過程中汽車受到的阻力。 提問：通過例題歸納出應(yīng)用動能定理解題的步驟？ 【板書】4、應(yīng)用動能定理解題的步驟 1、 確定研究對象，確定研究過程 2、 分析物體的受力和各力的做功情況 3、 確定初末狀態(tài)的動能 4、 應(yīng)用動能定理列方程求解，檢驗 鞏固練習(xí) 例5、若物體從高為h的光滑曲面滑下，則到達底端時速度為多大？ 變式：若質(zhì)量m的物體從高為h的粗糙曲面滑下，則到達底端時速度為v，求下滑過程中摩擦力做功？ 提問7：與運動學(xué)知識解決問題相比，用動能定理有什么優(yōu)勢？ 三、學(xué)習(xí)小結(jié)： 四、作業(yè)：KKL課后作業(yè)。 學(xué)生回答：v0=0時，W∝v2。 當(dāng)v0≠0時，W∝v22-v12 …… 學(xué)生利用所學(xué)功的知識和運動學(xué)知識理論推導(dǎo)。 學(xué)生討論：①v0=0時，W∝v2。當(dāng)v0≠0時，W∝v22-v12 與實驗結(jié)論吻合 ②左邊是力做功，右邊是能量變化。所以應(yīng)該是個有特殊意義的物理量。 學(xué)生討論找出“”這個特定意義的物理量。 學(xué)生討論：動能是標(biāo)量。 學(xué)生回答：動能的單位和功的單位相同。 學(xué)生思考回答 速度時矢量，而動能是標(biāo)量，所以速度變化可能是方向變化，大小不變，此時動能不變。 預(yù)設(shè)學(xué)生回答：質(zhì)量，速度。 學(xué)生思考回答：做功等于物體動能的變化。力對物體做了功是動能變化的外因。 學(xué)生討論：可以。 舉例：自由落體，重力對物體做功，動能變化。 學(xué)生思考：此時的F應(yīng)為物體受到的合外力。 學(xué)生通過前面理論推導(dǎo)F=ma的基礎(chǔ)上分析此處F應(yīng)為合力的推斷。 學(xué)生討論：例2物體受到重力和支持力，合外力做的總功改變物體的動能。 變式1應(yīng)該為重力支持力和摩擦力三個力在下滑到底端的過程中做的功等于動能變化。 例3： 分段：由 得 落入泥中后，小球受重力和阻力 求出。 可用運動學(xué)和牛頓運動定律分階段解決。 總結(jié)動能定理適用條件。 學(xué)生分成兩組分別用動能定理和運動學(xué)的知識解決問題。 學(xué)生思考、體會運用動能定理解題的步驟。 學(xué)生回答：動能定理不涉及物體運動過程中的加速度和時間，應(yīng)用比較方便。 仍讓學(xué)生分成兩組分別用動能定理和運動學(xué)的知識解決問題。 運用運動學(xué)知識解題的同學(xué)發(fā)現(xiàn)無法解決。 在實驗的基礎(chǔ)上深入探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 學(xué)生直接參與探究過程，增加感性認(rèn)識。 讓學(xué)生感受理論探究的過程，在學(xué)生求解的過程中要適度巡視，加以指導(dǎo)。 應(yīng)用學(xué)生的解答過程，肯定學(xué)生的探究過程。讓學(xué)生體會探究的樂趣和喜悅。 在探究的基礎(chǔ)上進一步激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維能力。 通過問題增加學(xué)生對知識的感性認(rèn)識和橫向聯(lián)系，突破教學(xué)難點。 緊緊扣住探究過程，再次提出問題，激發(fā)學(xué)生的研究興趣和學(xué)習(xí)熱情，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。 通過學(xué)生的思考，和以前所學(xué)的思維方法有機結(jié)合，突破難點。 學(xué)習(xí)用理論指導(dǎo)實踐的方法，培養(yǎng)細致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識，當(dāng)堂鞏固，培養(yǎng)應(yīng)用規(guī)律解決問題的能力，加強對知識和規(guī)律的理解。同時拓展學(xué)生的認(rèn)知空間。 在對知識充分理解的基礎(chǔ)上總結(jié)得到動能定理，并且深化理解其優(yōu)越性。 通過比較，激發(fā)學(xué)生用不同方法處理同一問題的興趣。通過比較，突出動能定理的優(yōu)點，增強學(xué)生對知識的內(nèi)化。 通過簡單例題強化解題步驟，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)細致的解題思路和規(guī)范。 再次通過比較突出動能定理的優(yōu)勢。 小結(jié)：加深對課堂知識的鞏固和理解。 六、【板書】設(shè)計 一、動能 1、定義：物體由于運動而具有的能量叫動能。 2、公式： 3、說明：①動能是標(biāo)量 ②動能的單位：焦（J） ③動能是狀態(tài)量 ④動能的改變量 二、對的理解 1、力對物體做功是造成物體動能改變的外因。 2、力F做功指物體所受的合外力對物體做的總功。 三、動能定理 1、表達式： 2、表述：合外力在某個過程對物體做的功，等于物體在這個過程里動能的變化。 3、適用條件：動能定理適用于變力做功和曲線運動的情況。 4、利用動能定理的解題步驟： （1）確定研究對象、研究過程； （2）分析物體受力，畫受力示意圖，明確各力做功情況，并確定外力所做的總功； （3）分析物體的運動，明確物體的初、末狀態(tài)，確定初、末狀態(tài)的動能及動能的變化； （4）根據(jù)動能定理列方程求解；