資源簡介

8.3 動能和動能定理----大單元分課時教學設計
課 題 人教版高中物理·必修·第二冊 第八章第3節 動能和動能定理
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 班級 授課時間 2024年 月 日
教學內容分析 課標要求： 通過教學，認識動能，會計算物體的動能；理解并回應用動能定理。 教材分析： 本節主要學習一個物理概念：動能；掌握一個物理規律：動能定理。要掌握動能表達式及其相關決定因素，會利用牛頓運動定律和恒力功知識推導動能定理。本節在講述動能和動能定理時，沒有把二者分開講述，而是以功能關系為線索，同時引入了動能的定義式和動能定理， 通過本節的學習，應使學生理解動能定理的推導過程.清楚動能定理的適用條件，通過對比分析使學生體會到應用動能定理解題較牛頓運動定律與運動學公式解題的不同點。
學情分析 知識儲備：學生對能量已有初步認知。 能力基礎：學生已經具備了一定的物理實驗能力，能用一些實驗方法（如控制變量法）處理實驗、分析和歸納實驗結果的能力，但是學生對物理現象的認識、理解只停留在感性認識上，語言描述歸納能力不夠精煉。 思維能力：學生在建立物理模型能力及空間思維能力方面有所欠缺，本節課將培養學生的思維能力。
核心素養 物理觀念：樹立能量觀念：理解重力勢能的概念,知道重力做功與路徑無關；掌握重力做功與重力勢能變化的關系。 科學思維：運用演繹推導方式推導動能定理的表達式，理論聯系實際，學習運用動能定理分析解決問題的方法。 科學探究：通過探究外力對物體所做的功與物體動能的變化關系，學會獲取知識與實驗技能的方法；通過理論分析與論證的過程，使學生受到理性思維的訓練。 科學態度與責任：通過動能定理的演繹推導，培養學生對科學研究的興趣；通過實驗與探究，培養學生的探究意識與實踐能力。
教學準備 多媒體課件
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
活動一：導入新課
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？ 拋出問題,啟發學生思考。 思考并討論。 問題導入，提起學生興趣。
活動二：展示學習目標
1.理解動能的概念； 2. 理解動能定理的物理意義，能進行相關分析與計算。 明確目標，有的放矢。
活動三：新課教學
一、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？ 解析： 二、動能定理 1、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。這個結論叫作動能定理。如果物體受到幾個力的共同作用，動能定理中的力對物體做的功W 即為合力做的功，它等于各個力做功的代數和。 表達式： 物理意義：合力的功是物體動能變化的量度。 2、對動能定理的理解 ⑴任一過程：動能定理對任意的宏觀過程都是成立。 即：不管是單一的過程，還是由多個階段組成的復雜過程；不管過程中物體受什么力的作用；不管過程中物體做什么運動，動能定理適用。 ⑵外力：動能定律中的“外力”是指作用在物體上的一切力，包括重力、彈簧的彈力都是外力。 ⑶總功：是指整個過程中，所有外力做功的總和。 總功的計算方法有三種： 方法一：W=F合·Scosα 方法二：W=WF1+ WF2+……+WFn 方法三：W=WAB+ WBC+ WCD …… 【特別提醒】 1、解決恒力作用下物體的運動問題，可以用牛頓定律，也可以用動能定理，但往往用動能定理顯得更簡捷。所以在以后解題時能用動能定理盡量用動能定理。 2、應用動能定理解題的步驟： (1)確定研究對象及運動過程； (2)分析物體在運動過程中的受力情況，明確各力做功的情況； (3)明確初狀態和末狀態的動能，寫出始末狀態動能的表達式； (4)根據動能定理列原始方程求解。 注意：在應用動能定理解題的時候，要以地面為參考系。位移是相對地面的位移，速度也是相對地面的速度。 動能定理是在物體受恒力作用，并且做直線運動的情況下得到的。 當物體受變力作用，或做曲線運動時，我們可以采用把整個過程分成許多小段，認為物體在每小段運動中受到的是恒力，運動的軌跡是直線，把這些小段中力做的功相加，這樣也能得到動能定理。 因為動能定理適用于變力做功和曲線運動的情況，所以在解決一些實際的力學問題時，它得到了廣泛的應用。 例題講解： 【例題1】一架噴氣式飛機，質量 m 為 7.0×104 kg，起飛過程中從靜止開始滑跑。當位移 l達到 2.5×103 m 時，速度達到起飛速度 80 m/s。在此過程中，飛機受到的平均阻力是飛機所受重力的。g 取 10 m/s2，求飛機平均牽引力的大小。
【分析】 本題已知飛機滑跑過程的始、末速度， 因而能夠知道它在滑跑過 程中增加的動能。根據動 能定理，動能的增加等于牽引力做功和阻力做功的代數和。 如圖 8.3-2，在整個過程中，牽引力對飛機做正功、阻力做負功。由于飛機的位 移和所受阻力已知，因而可以求得牽引力的大小。 【題后反思】從這個例題可以看出，動能定理不涉及物體運動過程中的加速度和時間，因此用它處理問題常常比較方便。在應用動能定理時還應該注意到，力對物體做的功可以為正值，也可以為負值。合力做正功時，物體的動能增加；合力做負功時，物體的動能減少。 【例題2】人們有時用“打夯”的方式把松散的地面夯實（圖8.3-3）。設某次打夯符合以下模型：兩人同時通過繩子對重物各施加一個力，力的大小均為320 N，方向都與豎直方向成37°，重物離開地面30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的質量為50 kg，g取10 m/s2， cos 37°＝0.8。求： （1）重物剛落地時的速度是多大？ （2）重物對地面的平均沖擊力是多大？ 【分析】 如圖8.3-4，甲表示重物在地面上受到人的作用力，乙表示上升30 cm后人停止施力，丙表示剛落地，丁表示砸深地面2 cm后靜止。重物落地時的速度，即丙中重物的速度，可以對從甲至丙這一過程應用動能定理來求解。重物對地面沖擊力的大小與從丙至丁這一過程中重物所受阻力的大小相等，可以對這一過程應用動能定理來求解。 教師巡視并指導學生自行推導。 教師引導學生共同推導。 講解動能及其特征。 學生看書時教師巡視，學生看完書后與學生共同總結知識。 教師并引導學生總結。 引導學生總結規律。 學生看書時巡視，學生看書后引導學生總結新知。 教師講解。 教師巡視。 教師引導學生析題。 教師引導學生反思。 教師巡視。 教師引導學生析題并在黑板上板書解題過程。 學生思考、推導、討論后再與教師共同推導學習。 學會總結物理知識。 學生看書，總結。 學生思考。 學生思考。 學生做題。 在教師的分析過程中成長。 反思自己解題的得與失。 學生做題。 在教師的分析過程中成長。 1.提高學生推理能力； 2.提高學生合作能力。 提高學生總結能力。 培養學生思維能力。 培養思維能力。 培養動手能力。 提高分析題目的能力。 提高總結能力。 培養動手能力。 提高分析題目的能力。
活動四：課堂小結
學到了什么？ 引導學生小結 小組討論，總結本節課得失
活動五：作業設計
P88 練習與應用 3、4、5題 指導學生完成練習，面批練習。 按要求完成練習。 從完成情況和書寫情況等方面進行評價。
主板書設計
教學反思

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