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视频课题：高中物理人教版必修二动能和动能定理-天津
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高中物理人教版必修二动能和动能定理-天津市第一中学
《动能与动能定理》教学设计
设计思想：动能与动能定理这一节内容是学生学习了重力做功与重力势能变化关系和弹力做功与弹性势能变化关系之后对功能关系的进一步认识，也为机械能守恒定律的学习打下了基础，同时动能定理也是解决动力学问题的另一大法宝，本节课也是培养学生严密逻辑思维与探究方法的很好的一节课。
本节课的设计更多的注重动能和动能定理的得出过程，对动能定理的应用没有太多的涉及。采用学生自主探究的方法得出动能的定量表达式和动能定理。将课本内容做了一点调整，将第六节探究功与速度变化的关系的参考案例二移至本节。分两个部分进行探究，探究一为探究动能的定量表达式，探究二为探究力做功与动能变化的关系。
教学目标：
一．知识与技能
1. 知道动能的符号、单位、表达式和量性，会根据动能的表达式计算运动物体的动能。 2. 知道动能变化量的含义，会计算运动物体的动能变化量。
3. 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。 4. 知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动的情景。 5. 会用动能定理处理简单的动力学问题。 二． 过程与方法
通过动能与动能定理的探究过程，学习物理学探究问题的方法，领会物理学研究问题的严密性。
三．情感态度与价值观
通过动能与动能定理的探究，激发和培养学生探究自然规律的兴趣。 教学重点：动能的定量表达式，动能定理的物理意义。 教学难点：动能定量表达式与动能定理的得出过程。 教学方法：探究、引导、讲练结合 教学过程：
教师活动
学生活动 设计意图 新课引入：
问题1：同学们学习了将近一年的高中物理，高中物理的学习内容与初中物理有很多重复的地方，那在这些重复的地方有什么不同？
对，其实物理学的发展也经历了一个从定性到定量的过程，咱们接下来要学习的这一节内容呢同样遵循从定性的探究到定量的研究。
我们前面学习了两种形式的能量：重力势能与弹性势能，并且知道了重力做功与重力势能变化的关系和弹力做功与弹性势能变化的关系。今天我们学习另一种形式的能量动能，并且学习力做功与动能变化的关系即动能定理。
初中更多是定性的研究，而高中则是定量的研究，比如重力势能。
跟随老师一起回顾前面所学内容。
通过一个学生都有感触的问题，将学生的注意力拉回课堂，拉回物理，拉回这一节内容。
通过对已学内容的回顾，对将要学习的你内容有一个大概的了解。
新课教学：
对于动能同学们并不陌生，那么什么是
物体由于运动而具
关于动能、影响动
动能？
举例说明物体由于运动而具有能量？ 教师补充，通过图片展示。
动能的大小与什么因素有关？
动能与质量、速度有什么定性关系？ 教师通过例子解释： （1）乒乓球和铅球以相同速度运动，哪个动能更大？
（2）子弹速度较小和较大时，哪个动能更大？
我们定性的知道动能与质量和速度的关系，物理学研究总是从定性到定量，接下来我们探究动能 的定量表达式。
猜想1：质量越大，动能越大，动能与质量可能存在什么的函数关系？
（猜想依据：我有一个质量是1kg的小球，速度是v，动能是1J；如果我还有一个相同的小球，速度也是v，动能应该也是1J，我们可以得出质量是1kg的球，以速度v运动，动能是1J，两个质量是1kg的球，总质量是2kg的球，总动能是两个1J，也就是2J，同理如果我有三个质量是1kg的球，都以速度v运动，总动能就是3J。由此可见，动能应该与质量成正比）
猜想2：速度越大，动能越大，动能与速度可能存在什么函数关系？
（猜想依据：我有有个质量为m的小球，运动速度为1m/s时动能是1J，如果运动速度为2m/s，动能呢个为多少呢？由此可知，动能可能与速度成正比，也可能与速度的2次方成正比，也可能与速度的1/2次方成正比。）
有的能量。
台风，海啸，风力发电，水利发电等。
与物体的质量和速度。
质量越大、速度越大，动能越大。
动能可能与质量成正比。
动能可能与质量成正比。
能大小的因素学生初中就接触过，这一部分内容通过几个问题，迅速的帮助学生回顾。
通过图片使学生能够直观的感受。
引导学生学会科学猜想的方法，很多学生以为x越大，y越大，就猜想y与x成正比，其实还可能是y与x2或x3甚至并非整数次方成正比。
猜想过后，我们要进行探究，那如何探究动能与质量和速度的关系呢？我们也没有测量动能的仪器。
同学们可以类比探究重力势能与弹性势能定量表达式的方法。
那么动能的变化与什么力的功
有关呢？什么力做功会引起动能的变化？ 同学们可回顾功的正负的意义来思考这一问题。
那就是说所有力做功都会引起动能的变化，动能的变化应该对应合力功。接下来我们通过探究合功与质量和速度的关系试图找到动能的定量表达式。请同学们完成探究活动一。
探究活动一：一质量为m的物体在光滑水平面上受水平方向的恒力F的作用，经过位移l后获得的速度为v，请运动所学知识探究得出合功与m、v的关系。
对于恒力做功根据牛顿第二定律和运动学公式得出功与质量成正比，与速度的2次方成正比，那如果是变力做功呢？还有没有同样的结论？
实验：第六节实验的参考案例二。 数据分析：
结论：功与速度的2次方成正比。
我们有理由相信mv2/2就是我们要寻找的动能的定量表达式。
板书：
一、动能（kinetic energy）
1. 表达式：𝐸k=1
2𝑚𝑣2
2. 单位：J
3. 量性：标量、状态量
4. 参考系：地面
例题1：一质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，
通过做功。
动力，阻力。
力做正功，促进运动，动能增加；力做负功，阻碍运动，动能减少。
推导合功与m、v的关系。并在展台上展示成果、分析成果。
配合老师进行实验
设计、分析实验数据、得出实验结论。
学生解题。
通过这个问题引发同学们思考动能的变化与什么力的功有关，进一步强化功与能的对应关系。
通过学生自主探究、上台展示，发挥学生在课堂上的主导作用。
对功与质量成正比这一事实在前面的猜想过程中已经很清楚了，将实验移至这一节，让学生感受功与v2成正比是一个普遍的结论，而不是恒力做功的一个特例下的结论。
设计例题1的目
的：○
1明确变化量
碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度
大小与碰撞前相同。求碰撞前后小球速度变化量的大小和动能的变化量。
在刚才的探究中，我们得出初速度为零时合功等于物体获得的动能，那如果初速度不为零呢？合功与动能变化之间有什么关系呢？请同学们完成探究活动二。
探究活动二：一质量为m的物体在光滑水平面上受水平方向的恒力F的作用，经过位移l后速度由v1变为v2，推导得出合力功与动能变化的关系。一质量为m的物体在光滑水平面上受水平方向的恒力F的作用，经过位移l后速度由v1变为v2，推导得出合力功与动能变化的关系。
通过探究我们得出力在一个过程中对物体所做的总功，就等于物体动能的变化。我们把表示合功与动能变化关系的这个结论叫做动能定理。
板书：
二、动能定理(theorem of kinetic energy) 1． 内容：力在一个过程对物体做的总功，等于物体在这个过程中动能的变化。
2． 表达式：𝑊合=∆𝐸k
3． 𝑊合：合力所做的功或各力所做功的
代数和。
4． ∆𝐸k：末动能减去初动能。
5． 量性：标量，功是过程量，动能是状态量。
6． 合功正负与动能的增减关系：合功为正，动能增加；合功为负，动能减少。
7． 适用范围：恒力做功，直线运动；变力做功，曲线运动。
推导合功与动能变化的关系，并在展台上展示成果。
是末状态减去初
状态。○
2对比求速度变化量和动能变化量的区别：一个是矢量运算，一
个是标量运算。○
3感受速度发生变化，动能不一定发生变化。
发挥学生的主导作用。
刚才我们在恒力做功、直线运动的情景中推导得出了动能定理，其实动能定理对于变力做功，曲线运动也是适用的，接下来我们就来证明这一点。
证明：质量为m的物体沿曲线从A运动
到B，证明在这个过程中有 𝑊合=𝐸kB−𝐸kA 方法指导：同学们可类比我们学习变速
运动位移，求变力做功的方法。
由于动能定理表达式里包含力和速度，并且适用使用范围广，是解决动力学问题的一大法宝。下面我们就应用动能定理解决一个实际的问题。
例题2：一架喷气式飞机，质量 m =5.0×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到 l=5.0×102 m时，速度达到起飞速度 v =60 m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力为 f =1.0×103 N。求飞机受到的牵引力。 板书：
三、应用动能定理解题的基本步骤：
1． 确定研究对象，研究过程；
2． 对研究对象进行受力分析；
3． 确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和；
4． 确定物体在研究过程的初、末状态的动能；
5． 由动能定理列方程求解。
例题3：在h高处，以初速度v0水平抛
无限分割。
𝑊合1=𝐸k1−𝐸kA
𝑊合2=𝐸k2−𝐸k1
𝑊合3=𝐸k3−𝐸k2 ……
𝑊合(n−1)
=𝐸k(n−1)−𝐸k(n−2) 𝑊合n
=𝐸kB−𝐸k(n−1) 将以上各式相加，得： 𝑊合=𝐸kB−𝐸kA
用两种方法解答本题。○1牛顿第二定律结合运动学公式。○2动能定理。
应用动能定理解决
加深对微分思想的理解。
通过例题2和例题
3，一道直线运动，
一道曲线运动的
习题，学习应用动
能定理解决问题
的方法，体会应用动能定理解决问
题的优越性。
出一个小球，不计空气阻力，求小球着地时速度大小。
思考：功与能量的变化是相对应的，那能不能说功就是能？
曲线运动，并体会用动能定理解题的优越性。
不能，功是能量转化的一种途径。功是能量转化的途径。
对功能关系及功是能量变化的量度进一步加深理解。
教学反思：（1）经过自主探究，学生对动能与速度二次方成正比，对动能变化对应于总功的认识更为深刻。（2）平时对如何引导和指导学生探究、如何培养学生的探究能力和探究热情应多下功夫。（3）如果有条件，实验部分可用光电门传感器测小车在橡皮筋做功后获得的速度。（3）本设计完成需要1.5个课时，在第一个课时可先完成动能和动能定理的得出，可将动能定理的应用放到下一课时。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
