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动能和动能定理教学设计 陈容华 2014.7 ●三维目标 一、知识与技能 1.理解动能的概念. 2.知道动能的公式，会用动能的公式进行分析和计算. 3.理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围,会用动能定理进行计算. 二、过程与方法? 1.运用演绎推导方式推导动能和动能定理的表达式. 2.理论联系实际，在运用中培养学生分析问题和解决问题的能力. 三、情感态度与价值观? 1、通过动能和动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣. 2、在理解和运用过程中养成具体情况具体分析，按科学规律办事的习惯。 ●学法引导 通过教师利用学生的知识，通过演绎推论从理论上来推导动能和动能定理的表达形式，并组织学生进行辨析、提高认识；通过对比分析，体会到应用动能定理解题的优点；通过实例分析，来确定动能定理的使用步骤。 ●教学重点、难点及解决办法 一、教学重点 1、动能的概念. 2.动能定理及其应用. 二、教学难点 对动能定理的理解和应用. ●教学方法 推理归纳法、讲授法、电教法. ●课时安排 1课时 ●教学用具 PPT课件. ●教学过程设计 一、引入新课 用多媒体展示思考题: 运动员用200N的平均作用力将质量为0.5kg静止的足球，以20m/s的速度踢出,在地面上滚动了50m远，那么运动员对球所做的功是________。 学生可能回答 ：W=Fs=200×50J=10000J 解释错误原因：做功的两个因素是力和物体在力的方向上发生的位移，足球有地面上滚动50m的过程中运动员并没有力作用在足球上；运动员对球做功的过程是踢球的过程，但位移不是50m，所以这种方法是错误的。 留下悬念：用以前所学知识不能解决这一问题，想知道正确的解答方法吗？请认真学习本节内容《动能　动能定理》。 二、新课教学 一、动能 1、什么是动能？它与哪些因素有关？ 观看视频：流动的河水能推动水轮做功，流动的河水具有能量　 演示实验：(用课件中的动画) ①介绍实验装置：让小球从光滑的导轨上滑下，与木块相碰，推动木块做功. ②演示并观察现象 a.让质量不同的小球从同一高度滑下，可以看到：质量大的小球把木块推得远，对木块做的功多. b.让质量相同的小球从不同的高度滑下，可以看到：高度大的小球把木块推得远，对木块做的功多. 学生答：物体由于运动而具有的能量叫做动能；它与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大。 引入：那么，物体的动能与物体的质量和速度之间有什么定量关系呢？我们先来研究这个问题 2、动能的公式 推导思路：要使静止的物体获得一定的速度，就需要一个使物体产生加速度的力，这个力做了多少功，就表示有多少其他形式的能转化为物体的动能。我们根据做功的多少可定量确定物体的动能。 推导过程： 设在光滑的水平面上有一质量为m的静止物体，在恒定的水平外力F作用下开始运动，经过一段位移s速度达到v，则物体获得了多少动能 用Ek表示动能，则有： 即：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。 3 、动能是标量　与速度方向无关，无负值；它的单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳。1kg·m2/s2=1N·m=1J 4 、动能的变化　末状态的动能减去初状态的动能 例：一物体以初速度v0=20m/s从地面竖直向上抛出,落回地面的速度vt=15m/s,物体的质量m=2kg,此过程初、末动能是多少？动能的变化是多少？ 解： 初动能： 末动能： 动能变化量：EK1-EK2=- 即动能减少了175J 二、动能定理 1、动能定理的推导 将刚才推导动能公式的例子改动一下：假设物体原来就具有速度v1，在外力F作用下，经过一段位移s，速度达到v2，则此过程中，外力做功与动能的变化存在什么关系呢？ 2、动能定理内容： 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。 讨论： ①当合力对物体做正功时，物体动能如何变化? ②当合力对物体做负功时，物体动能如何变化? 学生答： ①当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加； ②当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减少。 3、动能定理的表达式：. 用W表示合力所做的功，用Ek1表示物体初状态的动能，用Ek2表示末状态动能，动能定理可表示为：W=EK2-EK1 4、动能定理的应用： 例.用多媒体出示下列例题，并用课件模拟题中的物理情景： 一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s＝5.3×102ｍ时，达到起飞速度ｖ＝60ｍ/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力. 解：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WＧ＝０，W支＝０，W牵＝Fs，W阻＝－ｋｍｇs.据动能定理