資源簡介

8.3動能和動能定理的教案
【教學目標】
物理觀念：理解動能的內涵，能用動能定理分析解釋生產生活中的相關現象，解決一些相關的實際問題
科學思維：能利用動能定理解決動力學問題和變力做功問題
科學探究：能通過理論推導得出動能定理的內容。
科學態度與責任：通過對動能和動能定理的演繹推理，使學生從中領略到物理等自然科學中所蘊含的嚴謹的邏輯關系，有較強的學習和研究物理的興趣。
【教學重難點】
教學重點
動能的概念，動能定理及其應用
動能的定量化是學生思維突破的障礙，突破的方法是通過復習前面學過的有關知識引導學生通過大膽猜想、推導、類比得出動能的表達式，利用兩道經典例題加深學生對動能概念的理解。再以推導動能表達式的方法為依據，通過實例學生可以輕松地推導出動能定理的內容。最后用一道典型例題使學生學會如何用動能定理解決實際問題。
教學難點
動能定理的理解和應用
對動能定理深刻的理解比較困難，尤其是動能定理中總功的分析與計算在初學時比較困難，通過例題逐步提高學生解決該問題的能力。通過師生共同討論動能定理，進一步加深對功與能的關系的理解，讓學生對功能關系有更全面、深刻的認識。最后設置情景例題加強學生對動能定理的應用能力。
【新課導入】
物體的動能跟物體的質量和速度都有關系。物體的質量越大，速度越大，它的動能就越大。炮彈在炮筒內推力的作用下速度越來越大，動能增加。這種情況下推力對物體做了功。
你還能舉出其他例子，說明動能和力做的功有關嗎？這對于定量研究動能有什么啟發呢？
【新課講解】
動能的表達式
質量為 m的某物體在光滑水平面上運動，在與運動方向相同的恒力 F 的作用下發生一段位移 l，速度由 v1 增加到 v2
從 上 式 可 以 看 出，“”很可能是一個具有特定意義的物理量，因為這個量在過程終了與過程開始時 的 差， 正 好 等 于 力 對 物 體 做 的 功。 在 物 理 學 中 就 用“ ”這個量表示物體的動能，用符號Ek表示。于是我們說，質量為m 的物體，以速度v 運動時的動能是：。
動能是標量，它的單位與功的單位相同，在國際單位制中都是焦耳，這是因為
1 kg（m/s）2＝1 N·m＝1 J
【思考與討論】2016年8月16日，我國成功發射首顆量子科學實驗衛星“墨子號”，它的質量為
631 kg，某時刻它的速度大小為 7.6 km/s，此時它的動能是多少？
動能定理
動能與質量和速度的定量關系如何呢？我們知道，功與能密切相關。因此我們可以通過做功的多少來定量地確定動能。外力對物體做功使物體運動而具有動能，下面我們就通過這個途徑研究一個運動物體的動能是多少。
如圖所示，一個物體的質量為m，初速度為v1，在與運動方向相同的恒力F的作用下發生一段位移l，速度增大到v2，則：
①力F對物體所做的功多大
②物體的加速度多大
③物體的初速、末速、位移之間有什么關系
④結合上述三式你能綜合推導得到什么樣的式子
從這個式子可以看出，“”很可能是一個具有特定意義的物理量。因為這個量在過程終了時和過程開始時的差，正好等于力對物體的功，所以“”應該就是我們尋找的動能表達式。上節的探究已經表明，力對初速度為零的物體所做的功與物體速度的二次方成正比，這也印證了我們的想法。于是，我們說質量為m的物體，以速度v運動時的動能是
　　　　　　　　　　　　（1）
物體的動能等于物體質量與物體速度的二次方的乘積的一半。
4．單位
從動能的表達式可以看出，動能的單位由質量和速度的單位來確定，在SI制中，它的單位與功的單位相同，都是焦耳。
③動能定理既適合于恒力做功，也適合于變力做功，既適用于直線運動，也適用于曲線運動。
動能定理的特點是不必追究全過程的運動性質和狀態變化的細節，對于求解變力功，曲線運動中的功，以及復雜過程中的功能轉化，動能定理都提供了方便。
④在中學階段，動能定理的研究對象是單個質點。
動能定理反映功這個過程量和動能這個狀態量之間的關系，動能定理表示了過程量等于狀態量的改變量的關系。給出了力對空間累積的結果。
⑤動能定理是標量式，式中的功和動能必須是相對于同一慣性參考系的。
動能定理的應用
1．用動能定理解題的步驟
①確定研究對象及所研究的物理過程；
②分析物體的受力情況，明確各個力是否做功，做正功還是做負功，進而明確合外力的功；
③確定始、末態的動能；
④根據動能定理列方程；
⑤求解方程、分析結果。
【板書】
（一）板書
8.3 動能和動能定理
動能的表達式
表達式：
動能定理
內容：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變化。
表達式：
【課后反思】
（一）課后反思
本教學設計采用由激發興趣、師生交流反饋、教師演示、學生參與、問題由淺入深、層層推進、學生解決理論與方法。
在課堂上提出的主要問題都必須是在課前精心設計好的，問題要緊扣教學目標，突出重點、克服難點、發展能力、學會學習，要有代表性，能使學生舉一反三、觸類旁通。教師提問引導的方式帶領學生進行新知識的學習，有討論、幻燈展示，也有動手動腦的實際體驗，并且每完成一次任務，都是讓學生通過民主評議來評的，這樣不僅能培養他們團結合作的意識，而且還能使學生們形成互相幫助，互相學習的好習慣。最后由教師進行總結性評價，這樣將更加有助于學生對知識的認知。

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