7.7动能和动能定理
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7.7动能和动能定理
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道动能的符号、单位和定义式，会用动能的定义式计算物体的动能；
（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）领会运用动能定理解题的优越性，理解做功的过程就是能量转化和转移的过程。会用动能定理处理单个物体的有关问题；
（4）知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动的情景，能利用动能定理计算变力做的功。
2、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）通过动能定理的推导理解理论探究的方法及其科学思维的重要意义；
（3）通过对实际问题的分析，对比牛顿运动定律，掌握运用动能定理分析解决问题的方法及其特点。
3、情感、态度与价值观
（1）通过动能定理的归纳推导培养学生对科学研究的兴趣；
（2）通过对动能定理的应用感悟量变（过程的积累）与质变（状态的改变）的哲学关系。
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
对动能定理的理解和应用
课时安排
1课时
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
在前几节我们学过，当力对一个物体做功的时候一定对应于某种能量形式的变化，例如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，本节来探究寻找动能的表达式．在本章“1．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，而通过上节课的实验我们知道力对物体做的功与速度的关系W∝，那么大家先猜想一下动能到底与什么因素有关
过度：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]
思考1：一架在水平跑道上的飞机在牵引力的作用下（不记阻力），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？
［方法渗透］
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 。
一个初速度为，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;
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】
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：
重力做的功等于“mgh”的变化，我们就把mgh叫做重力势能
同理物理学上把 这个具有特定意义的物理量叫动能。
补充：（鼓励：这位同学总结得非常好，我们都要向他学习）我们在上一节课的实验探究中已经表明，力对初速度为零的物体所做功与物体速度的平方成正比，这也印证了我们的想法。
（板书）一 、动能
动能的表达式：
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．质量一定的物体……………( BC )
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
2.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：
过渡：有了动能的表达式后，前面我们推出的就可以写成
这个式子表明什么问题呢？请你用文字叙述一下。
补充：（鼓励）而这位同学刚刚归纳的这个结论，就是我们今天要学的动能定理。
（板书）二 、动能定理
1、 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。
2、表达式：
小组合作讨论： 1、当力对物体做正功时，物体动能如何变化？
2、当力对物体做负功时，物体动能如何变化？
思考：怎么求合力做的功呢？
拓展（学生阅读课本P73页第一、二段内容）：
总结：动能定理不仅适用于恒力做功和直线运动而且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
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
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，而牛顿运动定律解决这样一类问题非常困难。
思考：请大家根据这道题总结一下用动能定理解决问题的一般步骤。
1、确定研究对象及运动过程
2、受力分析并确定各力所做的功
3、明确初末状态的动能
4、列方程求解，对结果进行必要的讨论说明
课后思考：完成教材73页例2，并思考：做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，或从一个物体转移到另一个物体的过程。在例2中，阻力做功，汽车的动能到哪里去了？
【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：
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＝△Ek
动能定理的应用
【布置作业】 问题与练习：P74 2.3.4
【板书设计】 7.7 动能和动能定理
一、动能
1、概念：物体由于运动而具有的能
2、公式：
3、动能是标量 是状态量
4、单位：焦耳（J）
二、动能定理
1、内容：合外力所做的功等于物体动能的变化量
2、公式：或
3、解题步骤
（1）确定研究对象及运动过程
（2）受力分析并确定各力所做的功
（3）明确初末状态的动能
（4）列方程求解，对结果进行必要的讨论说明
三、动能定理的应用
【教学后记】
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道动能的符号、单位和定义式，会用动能的定义式计算物体的动能；
（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）领会运用动能定理解题的优越性，理解做功的过程就是能量转化和转移的过程。会用动能定理处理单个物体的有关问题；
（4）知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动的情景，能利用动能定理计算变力做的功。
2、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）通过动能定理的推导理解理论探究的方法及其科学思维的重要意义；
（3）通过对实际问题的分析，对比牛顿运动定律，掌握运用动能定理分析解决问题的方法及其特点。
3、情感、态度与价值观
（1）通过动能定理的归纳推导培养学生对科学研究的兴趣；
（2）通过对动能定理的应用感悟量变（过程的积累）与质变（状态的改变）的哲学关系。
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
对动能定理的理解和应用
课时安排
1课时
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
在前几节我们学过，当力对一个物体做功的时候一定对应于某种能量形式的变化，例如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，本节来探究寻找动能的表达式．在本章“1．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，而通过上节课的实验我们知道力对物体做的功与速度的关系W∝，那么大家先猜想一下动能到底与什么因素有关
过度：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]
思考1：一架在水平跑道上的飞机在牵引力的作用下（不记阻力），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？
［方法渗透］
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 。
一个初速度为，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;
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】
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：
重力做的功等于“mgh”的变化，我们就把mgh叫做重力势能
同理物理学上把 这个具有特定意义的物理量叫动能。
补充：（鼓励：这位同学总结得非常好，我们都要向他学习）我们在上一节课的实验探究中已经表明，力对初速度为零的物体所做功与物体速度的平方成正比，这也印证了我们的想法。
（板书）一 、动能
动能的表达式：
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．质量一定的物体……………( BC )
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
2.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：
过渡：有了动能的表达式后，前面我们推出的就可以写成
这个式子表明什么问题呢？请你用文字叙述一下。
补充：（鼓励）而这位同学刚刚归纳的这个结论，就是我们今天要学的动能定理。
（板书）二 、动能定理
1、 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。
2、表达式：
小组合作讨论： 1、当力对物体做正功时，物体动能如何变化？
2、当力对物体做负功时，物体动能如何变化？
思考：怎么求合力做的功呢？
拓展（学生阅读课本P73页第一、二段内容）：
总结：动能定理不仅适用于恒力做功和直线运动而且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
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
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，而牛顿运动定律解决这样一类问题非常困难。
思考：请大家根据这道题总结一下用动能定理解决问题的一般步骤。
1、确定研究对象及运动过程
2、受力分析并确定各力所做的功
3、明确初末状态的动能
4、列方程求解，对结果进行必要的讨论说明
课后思考：完成教材73页例2，并思考：做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，或从一个物体转移到另一个物体的过程。在例2中，阻力做功，汽车的动能到哪里去了？
【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：
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＝△Ek
动能定理的应用
【布置作业】 问题与练习：P74 2.3.4
【板书设计】 7.7 动能和动能定理
一、动能
1、概念：物体由于运动而具有的能
2、公式：
3、动能是标量 是状态量
4、单位：焦耳（J）
二、动能定理
1、内容：合外力所做的功等于物体动能的变化量
2、公式：或
3、解题步骤
（1）确定研究对象及运动过程
（2）受力分析并确定各力所做的功
（3）明确初末状态的动能
（4）列方程求解，对结果进行必要的讨论说明
三、动能定理的应用
【教学后记】