学习必备 欢迎下载 附件： 教学设计方案模板 注: 填写表格时，请您删除蓝色部分 教学设计方案 课题名称 第四节 动能 动能定理 姓名 王彦 工作单位 晋州市第一中学 年级学科 高三物理 教材版本 人教 一、教学内容分析（简要说明课题来源、学习内容、知识结构图以及学习内容的重要性） 动能定理研究的是质点的功能关系，是本章的重点. 本节在讲述动能和动能定理时，没有把二者分开讲述，而是以功能关系为线索，同时引入了动能的定义式和动能定理，这样叙述，思路简明，能充分体现功能关系这一线索，同时考虑到初中已经学过动能的概念，这样叙述，学生容易接受. 通过本节的学习，应使学生理解动能定理的推导过程. 清楚动能定理的适用条件，通过对比分析使学生体会到应用动能定理解题较牛顿运动定律与运动学公式解题的不同点：即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它来处理问题有时比较方便 二、教学目标（从学段课程标准中找到要求，并细化为本节课的具体要求，目标要明晰、具体、可操作，并说明本课题的重难点） 一、知识目标 1. 理解动能的概念. 2. 知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算. 3. 理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围. 二、能力目标 1. 运用演绎推导方式推导动能定理的表达式. 2. 理论联系实际，培养学生分析问题的能力. 三、德育目标 通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣. 三、学习者特征分析（学生对预备知识的掌握了解情况，学生在新课的学习方法的掌握情况，如何设计预习） 学习必备 欢迎下载 初中已经学过动能的概念，通过本节的学习，应使学生理解动能定理的推导过程. 清楚动能定理的适用条件，通过对比分析使学生体会到应用动能定理解题较牛顿运动定律与运动学公式解题的不同点：即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它来处理问题有时比较方便 四、教学过程（设计本课的学习环节，明确各环节的子目标） 一、引入新课 1.问：什么是物体的动能?物体的动能与什么因素有关? 2.学生答： 物体由于运动而具有的能叫动能； 物体的动能跟物体的质量和速度有关系. 3.引入 那么，物体的动能跟物体的质量速度有什么关系呢?本节课我们来研究这个问题. 板书课题：动能、动能定理 二、新课教学 ( 一)1.演示实验：(可利用媒体资料中的动画) 介绍实验装置：让滑块 A 从光滑的导轨上滑下，与木块 B 相碰，推动木块做功. 演示并观察现象 a.让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多. b.让质量不同的滑块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多. 从功能关系定性分析得到： 物体的质量越大， 速度越大， 它的动能就越大.那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量关系呢? (二)1.用投影片出示下列思考题： 一架飞机在牵引力的作用下(不计阻力)，在起飞跑道上加速运动，速度越来越大，问： 飞机的动能如何变化?为什么? 知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 飞机的动能变化的原因是什么? 牵引力对飞机所做的功与飞机动能的变化之间有什么关系? 2.学生讨论并回答 在起飞过程中，飞机的动能越来越大，因为飞机的速度在不断增大. 由于牵引力对飞机做功，导致飞机的动能不断增大. 据功能关系：牵引力做了多少功，飞机的动能就增大多少. 3.渗透研究方法：由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系， 我们可以根据做功的多少， 来定量地确定动能. 4.出示思考题二： 如图所示，一个物体的质量为，初速度为，在与运动方向相同的恒力 F 的作用下发生一段位移s，速度增大到 2 ，则： 力 F 对物体所做的功多大?(WFs) 物体的加速度多大?a 物体的初速、末速、位移之间有什么关系? 结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子? 在学生推导的过程中挑选并在实物投影仪上评析： 针对学生推理得到的表达式，教师分析概括：合力 F 所做的功等于 这个物理量的变化；又据功能关系，F 所做的功等于物体动能的变化，所以在物理学中就用 这个量表示物体的动能. 知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 讲述动能的有关问题： a.物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半. b.公式 E c.动能是标量 .动能的单位：焦(J) (三)动能定理 1.我们用 E 来表示物体的动能，那么刚才得到的表达式可以改写为：WE 2 E 1 2.学生叙述上式中各个字母所表示的物理量： 合力对物体所做的功； 物体的末动能； 物体的初动能. 3.请学生用语言把上式表达式叙述出来. 合力对物体所做的功等于物体动能的变化. 4.教师总结 通过刚才的分析讨论：我们知道合力所做的功等于物体动能的变化，这个结论叫做动能定理 . 5.讨论 当合力对物体做正功时，物体动能如何变化? 当合力对物体做负功时，物体动能如何变化? 学生答： 当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加； 当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减少. 6.教师讲解动能定理的适用条件 动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动. (四)动能定理的应用 1.用多媒体出示下列例题，并用 CAI 课件模拟题中的物理情景： 一架喷气式飞机，质量5103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 s5.3102时，达到起飞速度60/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的 0.02 倍(0.02)，求飞机受到的牵引力. 注意：不要限制学生的解题思路 知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 2.学生解答上述问题 3.抽查有代表性的解法在实物投影仪上展示： 解法一：以飞机为研究对象，它做匀加速直线运动受到重力、支持力、牵引力和阻力作用 . 解法二： 以飞机为研究对象， 它受到重力、 支持力、 牵引力和阻力作用， 这四个力做的功分别为 W ，W 支 ，W 牵 Fs，W 阻 s.据动能定理得：Fs- kmgs= 代入数据，解得 F1.9104 4.教师讲：上边两种解法分别是：解法一是用牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解的，而解法二是用动能定理求解的，那么同学们比较一下，这两种解法有什么区别呢? 5.学生讨论比较后得到： 解法一采用牛顿运动定律和匀变速直线运动的公式求解，要假定牵引力是恒力，而实际中牵引力不一定是恒力. 解法二采用动能定理求解.因为动能定理适用于变力，用它可以处理牵引力是变力的情况. 而且运用动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因为用它来处理问题时比较方便 . 6.学生阅读课文例题的解答过程，概括用动能定理解题的方法和步骤. 学生：确定研究对象 分析物体的受力情况，明确各个力是否做功，做正功还是做负功，进而明确合外力的功 . 明确物体在始末状态的动能. 根据动能定理列方程求解. 三、巩固练习 1.改变汽车的质量和速度， 都能使汽车的动能发生改变， 在下列情况下， 汽车的动能各是原来的几倍. a.质量不变，速度增大到原来的 2 倍. b.速度不变，质量增大到原来的 2 倍. c.质量减半，速度增大到原来的 4 倍. 知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 .速度减半，质量增大到原来的 4 倍. 2.以大小相等的速度分别向竖直方向和水平方向抛出两个质量相等的物体， 抛出时两个物体的动能是否相同?动量是否相同? 3.质量 10 ，以 0.8 km/s 飞行的子弹，质量 60 kg，以 10 /s 的速度奔跑的运动员，二者相比，哪一个的动能大?哪一个的动量大? 参考答案： 1.a.动能是原来的 4 倍. b. 动能是原来的 2 倍. c.动能是原来的 8 倍. .动能等于原来的动能. 2.动能相同，动量不相同. 3.子弹的动能大，运动员的动量大 四、小结 1.物体由于运动而具有的能叫动能，动能可用 E 来表示，物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半( ) 2.动能是标量，状态量. 3.动能定理是根据牛顿第二定律 Fa 和运动学公式 推导出来的. 4.动能定理中所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力、也可以是任何其他的力，动能定理中的W 是指所有作用在物体上的外力的合力的功. 5.动能定理的表达式虽是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的， 但对于外力是变力， 物体做曲线运动的情况同样适用. 五、作业 六、板书设计 一、引入新课 1.问：什么是物体的动能?物体的动能与什么因素有关? 2.学生答： 物体由于运动而具有的能叫动能； 物体的动能跟物体的质量和速度有关系. 3.引入 那么，物体的动能跟物体的质量速度有什么关系呢?本节课我们来研究这个问题. 知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 板书课题：动能、动能定理 二、新课教学 ( 一)1.演示实验：(可利用媒体资料中的动画) 介绍实验装置：让滑块 A 从光滑的导轨上滑下，与木块 B 相碰，推动木块做功. 演示并观察现象 a.让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多. b.让质量不同的滑块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多. 从功能关系定性分析得到： 物体的质量越大， 速度越大， 它的动能就越大.那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量关系呢? (二)1.用投影片出示下列思考题： 一架飞机在牵引力的作用下(不计阻力)，在起飞跑道上加速运动，速度越来越大，问： 飞机的动能如何变化?为什么? 飞机的动能变化的原因是什么? 牵引力对飞机所做的功与飞机动能的变化之间有什么关系? 2.学生讨论并回答 在起飞过程中，飞机的动能越来越大，因为飞机的速度在不断增大. 由于牵引力对飞机做功，导致飞机的动能不断增大. 据功能关系：牵引力做了多少功，飞机的动能就增大多少. 3.渗透研究方法：由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系， 我们可以根据做功的多少， 来定量地确定动能. 4.出示思考题二： 知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 如图所示，一个物体的质量为，初速度为，在与运动方向相同的恒力 F 的作用下发生一段位移s，速度增大到 2 ，则： 力 F 对物体所做的功多大?(WFs) 物体的加速度多大?a 物体的初速、末速、位移之间有什么关系? 结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子? 在学生推导的过程中挑选并在实物投影仪上评析： 针对学生推理得到的表达式，教师分析概括：合力 F 所做的功等于 这个物理量的变化；又据功能关系，F 所做的功等于物体动能的变化，所以在物理学中就用 这个量表示物体的动能. 讲述动能的有关问题： a.物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半. b.公式 E c.动能是标量 .动能的单位：焦(J) (三)动能定理 1.我们用 E 来表示物体的动能，那么刚才得到的表达式可以改写为：WE 2 E 1 2.学生叙述上式中各个字母所表示的物理量： 合力对物体所做的功； 物知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 体的末动能； 物体的初动能. 3.请学生用语言把上式表达式叙述出来. 合力对物体所做的功等于物体动能的变化. 4.教师总结 通过刚才的分析讨论：我们知道合力所做的功等于物体动能的变化，这个结论叫做动能定理 . 5.讨论 当合力对物体做正功时，物体动能如何变化? 当合力对物体做负功时，物体动能如何变化? 学生答： 当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加； 当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减少. 6.教师讲解动能定理的适用条件 动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动. (四)动能定理的应用 1.用多媒体出示下列例题，并用 CAI 课件模拟题中的物理情景： 一架喷气式飞机，质量5103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 s5.3102时，达到起飞速度60/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的 0.02 倍(0.02)，求飞机受到的牵引力. 注意：不要限制学生的解题思路 2.学生解答上述问题 3.抽查有代表性的解法在实物投影仪上展示： 解法一：以飞机为研究对象，它做匀加速直线运动受到重力、支持力、牵引力和阻力作用 . 解法二： 以飞机为研究对象， 它受到重力、 支持力、 牵引力和阻力作用， 这四个力做的功分别为 W 知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 ，W 支 ，W 牵 Fs，W 阻 s.据动能定理得：Fs- kmgs= 代入数据，解得 F1.9104 4.教师讲：上边两种解法分别是：解法一是用牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解的，而解法二是用动能定理求解的，那么同学们比较一下，这两种解法有什么区别呢? 5.学生讨论比较后得到： 解法一采用牛顿运动定律和匀变速直线运动的公式求解，要假定牵引力是恒力，而实际中牵引力不一定是恒力. 解法二采用动能定理求解.因为动能定理适用于变力，用它可以处理牵引力是变力的情况. 而且运用动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因为用它来处理问题时比较方便 . 6.学生阅读课文例题的解答过程，概括用动能定理解题的方法和步骤. 学生：确定研究对象 分析物体的受力情况，明确各个力是否做功，做正功还是做负功，进而明确合外力的功 . 明确物体在始末状态的动能. 根据动能定理列方程求解. 三、巩固练习 1.改变汽车的质量和速度， 都能使汽车的动能发生改变， 在下列情况下， 汽车的动能各是原来的几倍. a.质量不变，速度增大到原来的 2 倍. b.速度不变，质量增大到原来的 2 倍. c.质量减半，速度增大到原来的 4 倍. .速度减半，质量增大到原来的 4 倍. 2.以大小相等的速度分别向竖直方向和水平方向抛出两个质量相等的物体， 抛出时两个物体的动能是否相同?动量是否相同? 3.质量 10 ，以 0.8 km/s 飞行的子弹，质量 60 kg，以 10 /s 的速度奔跑的运动员，二者相比，哪一个的动能大?哪一个的动量大? 参考答案： 1.a.动能是原来的 4 倍. b. 动能是原来的 2 倍. c.动能是原来的 8 倍. .动能等于原来的动能. 2.动能相同，动量不相同. 3.子弹的动能大，运动员的动量大 知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 四、小结 1.物体由于运动而具有的能叫动能，动能可用 E 来表示，物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半( ) 2.动能是标量，状态量. 3.动能定理是根据牛顿第二定律 Fa 和运动学公式 推导出来的. 4.动能定理中所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力、也可以是任何其他的力，动能定理中的W 是指所有作用在物体上的外力的合力的功. 5.动能定理的表达式虽是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的， 但对于外力是变力， 物体做曲线运动的情况同样适用. 五、作业 测试 1、 一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率v 0 分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则三球抛出时的动能 ( ) A、上抛球最大 B、下抛球最大 C、平抛球最大 D、三球一样大 2、 在光滑的地板上， 用水平拉力分别使两个物块由静止获得相同的动能， 那么可以肯定 （ ） A、水平拉力相等 B、两物块质量相等 C、两物块速度变化相等 D、水平拉力对两物块做功相等 3、 两个物体A、B的质量之比为m A ：m B =2 ：1，二者动能相同，它们和水平桌面的动摩擦因数相同，则二者在桌面上滑行到停止经过的距离之比为（ ） A、 s A ：s B =2 ：1 B、s A ：s B =1 ：2 C、 s A ：s B =4 ：1 D、s A ：s B =1 ：4 4、一质量为 1kg 的物体被人用手由静止向上提升 1m ，这时物体的速度为 2m/s，则下列说法中错误的是( ) g 取 10m/s2 A、手对物体做功 12J； B、合外力对物体做功12J； C、合外力对物体做功 2J； D、物体克服重力做功10J、 5、质量为 m的物体，在沿斜面方向恒力F 的作用下，沿粗糙的斜面匀速地由A点运动到B点，物体上知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 升的高度为h ，如图所示，则运动过程中( ) A、物体所受各力的合力做功为零 B、物体所受合力做功为mgh C、恒力F与摩擦力的合力做功为零 D、以上说法都不对 6、 下列说法中正确的是 （ ） A、运动的物体动能不变，该物体所受的合外力必定为零 B、运动的物体动能不变，该物体所受的合外力一定不为零 C、物体做变速运动，其动能必变化 D、物体做变速运动，其动能可能不变 7、 从地面竖直上抛一质量为 0、4kg 的球，若不计空气阻力，球经 4s 落回地面，则抛出时人对球做的功为 ( ) A、80J B、160J C、40J D、120J 8、 在粗糙水平地面上，使一物体由静止开始运动，第一次用斜向上的拉力，第二次用斜向下的推力，两次的作用力大小相等，力与水平方向的夹角也相等、物体的位移也相等、则，这两种情况下：( ) A、拉力和推力做功相等，物体末速度相等 B、拉力和推力做功相等，物体末速度不等 C、拉力和推力做功不等，物体末动能相等 D、拉力和推力做功不等，物体末动能不等 、下列说法中正确的时（ ） A、 动量相同的两个物体, 质量大的物体动能大 B、 动量相同的两个物体, 质量大的物体动能小 C、 动能相同的两个物体, 质量大的物体动量大 D、 动能相同的两个物体, 质量大的物体动量小 10、 水平面上的一个质量为m的物体，在一水平恒力F作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经过位知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 移s后撤去F，又经过位移 2s后物体停了下来，则物体受到的阻力大小应是( ) A、 B、2F C、 D、3F 11、 一个物体静置在光滑水平面上，在一个恒力作用下物体沿直线运动、如图各图象中能正确描述这个过程的可能是 （ ） 12、 质量为m的跳水运动员，在高为h的跳台上以速度v 1 跳起，落入水时的速度为v 2 ，则跳水运动员跳起时做的功为_，入水前克服空气阻力做的功为 . 13、质量为 的物体由 圆弧轨道顶端从静止开始释放，如图所示， A 为轨道最低点，A与圆心 O在同一竖直线上，已知圆弧轨道半径为R，运动到A点时，物体对轨道的压力大小为 2、5 ，求此过程中物体克服摩擦力做的功。（提示：此过程重力做功为mgR ） 14、 木块在水平恒定拉力F的作用下，在水平路面上由静止出发前进了距离s，随即撤去F，木块沿原方向前进了 2s而停止、设木块在全程路面上运动情况相同，求木块在上述运动全过程中的最大动能等于多少、（用分数表示） 15、质量为 m的小球从离泥塘高H处由静止落下，不计空气阻力，落在泥塘上又深入泥塘 后停止，如图所示 ，求小球在泥塘中运动时所受平均阻力多大 ? 五、教学策略选择与信息技术融合的设计（针对学习流程，设计教与学方式的变革，配置学习资源和数字化工具，设计信息技术融合点） 教师活动 预设学生活动 设计意图 知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 什么是物体的动能?物体的动能与什么因素有关? 物体由于运动而具有的能叫动能； 物体的动能跟物体的质量和速度有关系 衔接初中 研究物体的动能跟物体的质量速度有什么关系 学生观看实验 定性结论 渗透研究方法：由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系，我们可以根据做功的多少，来定量地确定动能. 由牛顿第二定律和运动学公式推导 定量结论 讲解适用范围并让学生练习使用 体会运用动能定理比牛顿第二定律和运动学公式有优越性 深入理解和练习 六、教学评价设计（创建量规，向学生展示他们将被如何评价（来自教师和小组其他成员的评价）, 也可以创建一个自我评价表，这样学生可以用它对自己的学习进行评价） 通过习题练习的得分率对自己评价 七、教学板书( 如板书中含有特殊符号、图片等内容，为方便展示，可将板书以附件或图片形式上传) 六、板书设计 知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此学习必备 欢迎下载 八、教学反思（可以从如下角度进行反思）： 1请简单描述这节课的教学或学习流程； 2有哪些精彩的瞬间；这节课中你最满意的地方或者让您最兴奋的地方？ 3学生对这节课的学习达到你期望的水平了吗?你满意吗？这节课有哪些问题没有解决？为什么？或者让你觉得不足的地方在哪里？ 4课堂上有出乎你意料的事件发生吗？你是如何解决的？ 5如果让你重新上这节课，你会怎样上？有什么新想法吗？ 6从学生的作业、课后谈话等途径你觉得学生的学习效果如何？为什么会有这样的反应？ 7当时听课的老师或者专家对你这节课有什么评价？对你有什么启发？ 讲解到位，学生体会深刻，通过练习学生掌握的比较好，但对于复杂的运动分析不够到位，还需在后续练习中加强 知识结构图以及学习内容的重要性动能定理研究的是质点的功能关系是系这一线索同时考虑初中已经学过动能的概念这样叙述学生容易接受通点即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间因此