高中物理动能和动能定理教案

《动能和动能定理》教案

黄香高中高一物理组孔祥晰

【教学目标】

一．知识与技能

1．使学生进一步理解动能的概念，掌握动能的计算式。

2．结合教学，对学生进行探索研究和科学思维能力的训练。

3．理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题。

二.过程与方法

1．运用归纳推导方式推导动能定理的表达式。

2.对比分析动力学知识与动能定理的应用。

三.情感、态度与价值观

通过动能定理的推导,感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣。【教学重点、难点】

教学重点：动能的概念。

教学难点：对动能定理的理解和应用。

【教学方法】

探究、讲授、讨论、练习

【教具准备】

多媒体课件

【教学过程】

[新课导入]上节课我们用实验探讨了在一个特殊情形下动能与2

的关系，这节课我们将用理论进行推导，看理论与实验是否相符。

实验：定性探讨动能与质量和速度的关系

［板书］动能、动能定理.

我们知道动能的大小是与哪些因素有关?

那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢?我们接下来就来探究这个问题。

[新课教学]

动能的表达式

（用投影仪投影下列物理情景及问题，学生自主学习“动能的表达式”并完成相应问题。）

一个初速为v 1，质量为m 的物体，在与运动方向相同的恒定外力F 的作用下发生一段位移L ，速度增加到v 2;

1.物体在恒力作用下做怎样的运动？

2.物体加速度为多大？

3.物体的位移可以怎样表示？

4.在这个过程中恒力做的功为多少？

【学生作出相应回答】 W=21222

121mv mv - 强调这里的力为合外力，这个式子对比重力做功与重力势能变化量关系的过程： 重力做的功21m gh mgh W -=表明重力做的功等于“mgh ”的变化，同理这个式子可以用文字叙述成什么？

［学生归纳］用文字语言表述表中的结论：力F 所做的功等于“

21mv 2”这个物理量的变化。 物理学上就把2mv 2

1这个具有特定意义的物理量叫动能。 （板书）一 动能 （K E ） 动能的表达式：2mv 2

1=E K 一个新的物理量的学习，除了对它的概念和表达式的学习以外，还要掌握它的其他什么相关内容？请同学们类比“重力势能”这个物理量的学习过程，总结还应掌握哪些动能的相关内容。

1.单位：焦耳（J ）

2.矢标性：标量

3.状态量 正值

课堂练习：

1.我国在1970年发射的第一颗人造地球卫星，质量为173Kg,做匀速圆周运动的速度为

7.2km/s ，它的动能是多少？ 学生自己计算：2mv 2

1=E K =21⨯173⨯（7.2⨯310）2J=J 9105.4⨯ 2.质量一定的物体……………( BC )

F

A.速度发生变化时，其动能一定变化

B.速度发生变化时，其动能不一定变化

C.速度不变时．其动能一定不变

D.动能不变时，其速度一定不变

(过渡)有了动能的表达式后，前面我们推出的W ＝21222

121mv mv -,,就可以写成W ＝E k2—E k1 这个式子表明什么问题呢?请你用文字叙述一下。

（板书）二 动能定理

内容：力（合外力）)在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。

1.物体动能的变化：=

∆E K 21222121mv mv -

2.表达式：12K K E -E =W

3.公式中各量的物理意义及单位 小组合作讨论： 1.当力对物体做正功时，物体动能如何变化？

（课件展示问题） 2.当力对物体做负功时，物体动能如何变化？

拓展：刚才我们推导出来的动能定理，我们是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的．动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解?

当物体受到的力是变力，或者物体的运动轨迹是曲线时，我们仍然采用过去的方法，把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也能得到动能定理．

正是因为动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况，所以在解决一些实际问题中才得到了更为广泛的应用．

（板书）三 应用

（投影展示例题，学生分析问题，讨论探究解决问题的方法．）

例1.一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103

kg ，起飞过程中从静止开始滑跑的位移为L ＝500ｍ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.

引导学生审题并思考：

1.飞机的初速度多大？末速度多大？

2.飞机运动过程中水平方向受到哪些力的作用？各个力的大小和方向如何?

（请同学们思考分析，并解决这个问题，给同学们一定时间，老师巡回指导）

抽点学生叙述解题思路。有的可能用动能定理解决这个问题，有些可能用牛顿运动定律和运动学公式解决这个问题，（如果没有，教师引导）并正在屏幕上展示这两种解题过程。 小组合作讨论：比较上面两种解题过程，分析运用动能定律解题的优点。

引导学生总结：

1.动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿运动定律方便。

2.动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿运动解决这样一类问题非常困难。 .例2：一辆质量为m 、速度为v 0的汽车在关闭发动机后在水平地面上滑行了距离l 后停下，试求汽车受到的阻力F 阻大小。

思考：请大家根据这两道题总结一下用动能定理解决问题的一般步骤。

【课堂小结】 7.7 动能和动能定理

动能的表达式 1．动能的表达式： E k =22

1mv ．2．动能的单位和标矢性 动能定理 1．推导过程

2．内容：合力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．

3．公式表示：W 合＝△E k

动能定理的应用

【布置作业】问题与练习：P74 1.2.3.4

【板书设计】7.7 动能和动能定理

一．动能 动能的表达式E k =22

1mv 二．动能定理

1．内容

2．公式表示：W 合＝△E k

3. 理解

三．应用