动能和动能定理导学案3

动能和动能定理导学案

3

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

7 动能和动能定理

整体设计

动能定理是本章教学重点，也是整个力学的重点，《课程标准》要求“探究恒力做功与物体动能变化的关系.理解动能和动能定理，用动能定理解释生活和生产中的现象”.因此，在实际教学中要注重全体学生的发展，改变学科本位的观念，注重科学探究，提倡学习方式的多样化、强调过程和方法的学习，以培养学生的“创新意识、创新精神和实践能力”为根本出发点，激励学生“在教学过程中的主动学习和探究精神”，调动学生学习的主动性、积极性，促进其个性全面健康地发展和情感态度与价值观的自我体现.

在实际学习中学生对动能概念的理解较为容易，能够掌握外力对物体做的功与物体动能的变化之间的定性关系，能够理论推导它们之间的定量关系，但真正从深层次理解存在困难.在前几节的学习中，学生已经建立了一种认识，那就是某个力对物体做功一定对应着某种能量形式的变化.本节就来寻找动能的表达式.因为有前几节的基础，本节可以放手让学生自己去推理和定义动能的表达式.让学生经过感性认识到理性认识的过程，教学的起始要求不能太高，要循序渐进，从生活中众多实例出发，通过分析、感受真正体验动能定理的内涵.通过实例分析、实验设计、器材选择、动手操作、教师演示等环节，让每一位同学都积极参与课堂教学，每一位同学都能享受成功的喜悦.

动能定理是一条适用范围很广的物理定理，但教材在推导这一定理时，由一个恒力做功使物体的动能变化，得出力在一个过程中所做的功等于物体在这个过程中动能的变化.然后逐步扩大几个力做功和变力做功及物体做曲线运动的情况.这个梯度是很大的,为了帮助学生真正理解动能定理，教师可以设置一些具体的问题，让学生寻找物体动能的变化与哪些力做功相对应.

教学重点

理解动能的概念；会用动能的定义式进行计算.

教学难点

1.探究功与物体速度变化的关系,知道动能定理的适用范围.

2.会推导动能定理的表达式.

课时安排

1课时

三维目标

知识与技能

1.理解动能的概念.

2.熟练计算物体的动能.

3.会用动能定理解决力学问题，掌握用动能定理解题的一般步骤.

过程与方法

1.运用演绎推导方式推导动能定理的表达式，体会科学探究的方法.

2.理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法.

情感态度与价值观

1.通过演绎推理的过程，培养对科学研究的兴趣.

2.通过对动能和动能定理的演绎推理，使学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系，反映了自然界的真实美.

教学过程

导入新课

视频导入

利用大屏幕投影展示风力发电与龙卷风的视频片断，让学生观察、自主提问、分组探讨.

教师引导参考问题：1.风力发电是一种重要的节能方法，风力发电的效率与哪些因素有关

2.龙卷风给人类带来了极大的灾难，龙卷风为什么具有那么大的能量呢

故事导入

传说早在古希腊时期(公元前200多年)阿基米德曾经利用杠杆原理设计了投石机，它能将石块不断抛向空中，利用石块坠落时的动能，打得敌军头破血流.

同学们思考一下，为了提高这种装置的杀伤力，应该从哪方面考虑来进一步改进学习了本节动能和动能定理，就能够理解这种装置的应用原理.

问题导入

英国传统跑车的代表品牌莲花也是以制造小排量、车体极度轻量化的速度机器而著称.一辆莲花Elise,排量只有1.8 L，由于重量只有675 kg，却可以创造出百公里加速 s的惊人纪录.

使莲花跑车速度达到100 km/h需要对它做多少功如果这一过程是以恒定的额定功率实现的，那么该车发动机的额定功率大约应是多少

推进新课

一、动能的表达式

功是能量转化的量度，每一种力做功对应一种能量形式的变化.重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化，前几节我们学习了重力势能的基本内容.“追寻守恒量”中，已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能，大家举例说明哪些物体具有动能.

参案：奔驰的汽车、滚动的足球、摆动的树枝、投出的篮球等运动的物体都具有动能.

教师引导：重力势能的影响因素有物体的质量和高度，今天我们学习的动能影响因素有哪些通过问题启发学生探究动能的影响因素.

学生思考后总结：汽车运动得越快，具有的能量越多，应该与物体的速度有关;相同的速度，载重货车具有的能量要比小汽车具有的能量多，应该与物体的质量有关.即动能的影响因素应该是物体的质量和速度.

问题：如何验证物体的动能与物体的质量和速度的关系

演示实验：让滑块A从光滑的导轨上滑下，与木块B相碰，推动木块做功.

1.让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功

多.

2.让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多.

师生总结：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大.即质量、速度是动能的两个影响因素.

问题：动能到底跟质量和速度有什么定量的关系呢动能的表达式是怎样的

情景设置一：大屏幕投影问题

一架飞机在牵引力的作用下（不计阻力），在起飞跑道上加速运动，速度越来越大，问：

1.飞机的动能如何变化为什么

2.飞机的动能变化的原因是什么

3.牵引力对飞机所做的功与飞机动能的变化之间有什么关系

学生讨论并总结回答：

1.在起飞过程中，飞机的动能越来越大，因为飞机的速度在不断增大.

2.由于牵引力对飞机做功，导致飞机的动能不断增大.

3.据功能关系：牵引力做了多少功，飞机的动能就增大多少.由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系，我们可以根据做功的多少，来定量地确定动能.

情景设置二：大屏幕投影问题，可设计如下理想化的过程模型:

设某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l,速度由v1增加到v2，如图所示.

提出问题：

1.力F对物体所做的功是多大

2.物体的加速度是多大

3.物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系

4.结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子

推导：这个过程中，力F所做的功为W=Fl