《动能与动能定理》名师教案.docVIP

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第七节动能和动能定理

西安电子科技大学附属中学樊荣

设计思想

动能和动能定理一节在本章教学中起着承前启后的作用，通过本节教学，使学生建立动能的概念，能从牛顿第二定律与运动学的公式导出动能定理，初

步理解领会动能定理是一个使用范围很广的物理规律。教学过程采取师生互动方式，由教师启发、引导，学生完成教学的各个环节。

核心素养

通过《动能和动能定理》的学习过程，使学生懂得理论推导和实验探究是认识物理规律的一般方法。同时，有助于学生归纳演绎思维的训练。提升学生的科学素养。

教学目标

1．知道动能的符号、单位和表达式，并会计算物体的动能。

2．能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义。3．理解动能定理的确切含义，领会运用动能定理解体的优越性，应用动能定理解决实际问题。

教学重点

动能的表达式、动能定理公式的推导，动能定理的应用

教学难点

对动能定理的理解和应用

教学过程

课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）

引入新课

和张仆射塞下曲

卢纶【唐】

林暗草惊风，将军夜引弓。

平明寻白羽，没在石棱中。

问：这首诗描述了什么画面和意境？与物理知识有什么联系？

学生思考回答。（描述了将军拉弓射箭，体现了将军超强的武艺和臂力。功的弹性势能转化为箭的动能，动能足够大，射入了石头中。物体由于运动而具有的能量。）

复习提问：

提问1：什么是物体的动能？

提问2：物体的动能与什么因素有关？

物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大.

（优教提示：请打开素材“动画实验：动能大小的决定因素”）

【设计意图】

不断设问，启发学生思考，逐步引向深入

新课教学

合作探究一：

光滑水平面上有一个质量为m的物体，在与运动方向相同的水平恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2.

1、物体在恒力作用下做怎样的运动？

2、物体的加速度多大？

3、物体的位移可以怎样表示？

4、在这个过程中恒力所做的功是多少？（用m和v表示）

学生思考：根据牛顿第二定律F→a→v变化，因此，可以根据牛顿第二定律来研究做功与物体速度变化的关系。

学生推导：

F=ma?

W=Fl?

???

动能的变化。

我们已经知道：公式能量转化的量度，公式左边是力做的功，公式右边对应的应是能量的变化，什么能量呢？

定义为物体的动能。板书

提问：请思考一下，动能是描述状态的物理量还是描述过程的物理量？是标量还是矢量？

学生思考回答。（因为速度是状态量，所以，物体的动能对应一个的也是一个状态，是状态量；它和功、势能一样是标量）

还要注意动能的单位与能量的单位一样，在国际单位制中，是焦耳。既然动能与速度相关，还应注意：动能的大小是相对的，与选择的参考系有关。

提问：公式物理意义是什么？

学生回答。（物体由一个恒力做功引起物体动能的变化。）

提问：请同学们再考虑一下，如果物体受到两个以上的恒力做功，它的动能变化怎样求？

合作探究任务二

粗糙水平面上有一个质量为m的物体，在与运动方向相同的水平恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2.

1、物体在恒力作用下做怎样的运动？

2、物体的加速度多大？

3、物体的位移可以怎样表示？

4、在这个过程中合力所做的功是多少？（用m和v表示）

学生推导：

F-f=ma?

W=(F-f)l?

合外力所做的总功

动能定理更一般的表述方式是：

合外力在一个过程中对物体做的总功，等于物体在这个过程中动能的变化.

对动能定理的理解

1、合外力做正功，动能增加

合外力做负功，动能减少

2、动能定理中的功是合外力做的总功

总功的求法

（1）先求合力，再求合力功

（2）先求每个力做的功，再求代数和

总结：可以先求合力的功，再代入动能定理求出物体动能的变化。

功是标量，各力对物体做功的代数和决定了物体动能最终的变化结果。

3、适用范围：既适用于恒力做功，也适用于变力做功；

既适用于直线运动，也适用于曲线运动。

（优教提示：请打开素材“动画演示：动能定理的应用（子弹穿过木块）”）

【例】一架喷气式飞机，质量m，起飞过程中从静止开始在跑道上滑跑的路程为s时，达到起飞速度v.在此过程中飞机受到的平均阻力是f，求飞机受到的牵引力F.

这两个题能用牛顿第二定律解吗？哪种解法更为便捷？

学生思考，练习；投影展示学生答案

虽然运用牛顿第二定律可以解，但用动能定理解题更方便。

在不涉及时间因素或不要求具体细节问题时，运用动能