【核心素养】8.3 动能和动能定理-教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 【核心素养】8.3 动能和动能定理-教学设计（表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 124.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-01 10:01:02 | ||
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文档简介
教学设计
课程基本信息
学科 高中物理 年级 高一年级 学期 春季
课题 动能和动能定理
教学目标
1. 物理观念：（1）知道动能的定义式（2）知道动能定理的表达式和意义 2. 科学思维：（1）了解动能概念的建立过程（2）提高动能定理推导演绎能力 3. 科学探究：（1）通过实验探究理解动能的概念（2）明确动能定理推导过程 4.科学态度与责任：通过演绎推导，感受成功的喜悦，培养学习的兴趣
教学内容
教学重点： 动能概念的理解。 动能定理及应用。 教学难点： 对动能定理的理解及应用
教学过程
创设情境 ，导入新课 教师播放电磁炮视频，提出问题：为什么电磁炮具有巨大的杀伤力？这是因为电磁炮具有了与运动有关的能量---动能。 学习任务一：物理的动能与什么因素有关呢？ 播放实验视频：探究动能与什么因素有关。实验现象分析，得出实验结论： 1.质量不同的小球从同一高度释放，质量大的小球去碰，木块滑行较远。 2.同一小球从不同高度释放，高度高的小球去碰，木块滑行较远。 从而我们得到结论：物体的质量越大，速度较大，它的动能就越大。即质量、速度是动能的两个影响因素。 这节课我们就来定量研究动能的大小及动能的改变 新课教学 一、动能的表达式 物体动能的变化和功对物体做得功密切相关。请同学们来看这样一个问题：光滑水平面上，物体的质量为m，初速度为V1，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增加到了V2。 请同学们思考以下问题： （1）物体在恒力F的作用下做怎样的运动？ （2）物体的加速度是多大？ （3）物体的位移可以用v1、v2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） 合作交流：通过思考和推导，试图找到关于动能的表达式 通过对比重力做功和重力势能的关系式，提出物体由于运动而具有的能量为动能。 学习任务二：物理动能的的理解 为使学生更好地理解动能。进一步通过问题引导学生。如果一个物体做匀速圆周运动的速度大小不变，方向不断改变，这个物体的动能是不变的。此外由于动能是标量，它只能进行代数相加减，如3J+4J=7J。 ②单位：焦耳J，与功的单位相同。 在国际单位制中质量的单位是kg，速度的单位是m/s，根据定义式有平方 ，所以就是m2/s2 ，这样定义式右边为kgm/s2m，其中kgm/s2就是力的单位N，而Nm就是功的单位J，这跟能量的单位是相符的。即 1 kg ( m/s ) 2 = 1 N m = 1 J ③具有瞬时性。咱只能说某一时刻的动能，不能某段时间的内的动能。动能的瞬时性，是源于速度的瞬时性。动能与物体在任意时刻的速度是相对应的，它是一个状态量。 ④具有相对性。这同样跟速度的相对性有关，对同一物体的某个状态选取不同的参考系时速度可能发生改变，既然速度的大小发生改变了。那么不同参考系下，动能也肯不一样。 学习任务三：探究动能定理 二、动能定理 观察这个式子，前面的这个就是结束时刻的动能，可以用Ek2表示，后面的这个就是初始时刻的动能，可以用Ek1表示。则W=EK2-EK1 等式的右边就是动能的变化量，左边是力对物体所做的功。功和动能的变化量仍然相等。 例如在刚才的例子力外力与运动方向相同，此时外力与位移同向做正功，速度在增加，所以末动能大于初动能，相减数值是正的，即动能增加。 如果把外力方向换成与运动方向相反，这个式子也仍然成立，只不过此时外力对物体做负功，速度减少，根据这里式子动能的变化也是负值。也就是动能减少了，也是符合理论分析的。 再比如在粗糙水平面上运动的小车，在摩擦力的作用下，速度逐渐减小，此时动能的减少就等于它克服摩擦力所做的功。 综合这些情况，可以总结出，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。表达式： W=Ek2-Ek1 这个结论叫作动能定理。 首先动能定理不仅是在只受一个外力时成立。 如果物体受到儿个力的共同作用，这个结论仍然正确。只不过此时力对物体所做的动，是指合力对物体所做的功W合=F合l。当然除了先求合力，以前我们学过的用每个力做功的代数和来计算它。即W合=W1+W2+W3+W4 另外刚才的例子是恒力作用下的直线运动，功比较容易计算。如果物体做曲线运动或者物体受到的外力时不断变化的，动能定理依然成立吗？ 答案是肯定的。可以采用微元分割的方法，整个运动切成很多个小段，这样每一个小段都可以看成是受恒力作用的直线运动，于是就可以针对这一小段列出动能定理，把这些小段中力做的功相加，这样也能得到动能定理。因此动能定理仍然适用。 也就是说不论是直线运动、曲线运动、恒力做功还是变力做功，动能定理仍然适用。因此它在解决动力学问题时非常有用。 课本例题 例题1：一架喷气式飞机，质量m为7.0×104kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移l达到2.5×102m时，速度达到起飞速度80m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机平均牵引力的大小。 解题提示：先对飞机进行运动分析和受力分析、能量变分析。竖值方向的重力和支持力与运动方向垂直，垂直无功，只有水平方向的摩擦力与运动方向相反，做负功；牵引力与运动方向相同，做正功。初动能为零，末动能不为零，知道它在滑跑过程中增加的动能：根据动能定理，动能的增加等于牵引力做功和阻力做功的代数和。 并用牛顿运动定律和运动学公式进行二次解题。让学生总结动能定理的优势：1、应用动能定理优点：动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它处理问题常常比较方便。 2、动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而用牛顿运动定律解决这样一类问题非常困难。通过例题让学生体会动能定理解题的步骤：① 明确研究对象，明确运动过程。 ②分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况，然后求出W总。 ③明确始末状态初动能Ek1 ，末动能Ek2 ，根据动能定理列出方程:W总＝Ek2—Ek1 ④求解并检验。 小结：我们主要学习了动能和动能定理。知道了物体由于运动而具有的能量是动能，用EK=1/2mv2表示，并且学会了用动能定理初步解决问题。以上是本节课的内容，
课程基本信息
学科 高中物理 年级 高一年级 学期 春季
课题 动能和动能定理
教学目标
1. 物理观念：（1）知道动能的定义式（2）知道动能定理的表达式和意义 2. 科学思维：（1）了解动能概念的建立过程（2）提高动能定理推导演绎能力 3. 科学探究：（1）通过实验探究理解动能的概念（2）明确动能定理推导过程 4.科学态度与责任：通过演绎推导，感受成功的喜悦，培养学习的兴趣
教学内容
教学重点： 动能概念的理解。 动能定理及应用。 教学难点： 对动能定理的理解及应用
教学过程
创设情境 ，导入新课 教师播放电磁炮视频，提出问题：为什么电磁炮具有巨大的杀伤力？这是因为电磁炮具有了与运动有关的能量---动能。 学习任务一：物理的动能与什么因素有关呢？ 播放实验视频：探究动能与什么因素有关。实验现象分析，得出实验结论： 1.质量不同的小球从同一高度释放，质量大的小球去碰，木块滑行较远。 2.同一小球从不同高度释放，高度高的小球去碰，木块滑行较远。 从而我们得到结论：物体的质量越大，速度较大，它的动能就越大。即质量、速度是动能的两个影响因素。 这节课我们就来定量研究动能的大小及动能的改变 新课教学 一、动能的表达式 物体动能的变化和功对物体做得功密切相关。请同学们来看这样一个问题：光滑水平面上，物体的质量为m，初速度为V1，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增加到了V2。 请同学们思考以下问题： （1）物体在恒力F的作用下做怎样的运动？ （2）物体的加速度是多大？ （3）物体的位移可以用v1、v2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） 合作交流：通过思考和推导，试图找到关于动能的表达式 通过对比重力做功和重力势能的关系式，提出物体由于运动而具有的能量为动能。 学习任务二：物理动能的的理解 为使学生更好地理解动能。进一步通过问题引导学生。如果一个物体做匀速圆周运动的速度大小不变，方向不断改变，这个物体的动能是不变的。此外由于动能是标量，它只能进行代数相加减，如3J+4J=7J。 ②单位：焦耳J，与功的单位相同。 在国际单位制中质量的单位是kg，速度的单位是m/s，根据定义式有平方 ，所以就是m2/s2 ，这样定义式右边为kgm/s2m，其中kgm/s2就是力的单位N，而Nm就是功的单位J，这跟能量的单位是相符的。即 1 kg ( m/s ) 2 = 1 N m = 1 J ③具有瞬时性。咱只能说某一时刻的动能，不能某段时间的内的动能。动能的瞬时性，是源于速度的瞬时性。动能与物体在任意时刻的速度是相对应的，它是一个状态量。 ④具有相对性。这同样跟速度的相对性有关，对同一物体的某个状态选取不同的参考系时速度可能发生改变，既然速度的大小发生改变了。那么不同参考系下，动能也肯不一样。 学习任务三：探究动能定理 二、动能定理 观察这个式子，前面的这个就是结束时刻的动能，可以用Ek2表示，后面的这个就是初始时刻的动能，可以用Ek1表示。则W=EK2-EK1 等式的右边就是动能的变化量，左边是力对物体所做的功。功和动能的变化量仍然相等。 例如在刚才的例子力外力与运动方向相同，此时外力与位移同向做正功，速度在增加，所以末动能大于初动能，相减数值是正的，即动能增加。 如果把外力方向换成与运动方向相反，这个式子也仍然成立，只不过此时外力对物体做负功，速度减少，根据这里式子动能的变化也是负值。也就是动能减少了，也是符合理论分析的。 再比如在粗糙水平面上运动的小车，在摩擦力的作用下，速度逐渐减小，此时动能的减少就等于它克服摩擦力所做的功。 综合这些情况，可以总结出，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。表达式： W=Ek2-Ek1 这个结论叫作动能定理。 首先动能定理不仅是在只受一个外力时成立。 如果物体受到儿个力的共同作用，这个结论仍然正确。只不过此时力对物体所做的动，是指合力对物体所做的功W合=F合l。当然除了先求合力，以前我们学过的用每个力做功的代数和来计算它。即W合=W1+W2+W3+W4 另外刚才的例子是恒力作用下的直线运动，功比较容易计算。如果物体做曲线运动或者物体受到的外力时不断变化的，动能定理依然成立吗？ 答案是肯定的。可以采用微元分割的方法，整个运动切成很多个小段，这样每一个小段都可以看成是受恒力作用的直线运动，于是就可以针对这一小段列出动能定理，把这些小段中力做的功相加，这样也能得到动能定理。因此动能定理仍然适用。 也就是说不论是直线运动、曲线运动、恒力做功还是变力做功，动能定理仍然适用。因此它在解决动力学问题时非常有用。 课本例题 例题1：一架喷气式飞机，质量m为7.0×104kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移l达到2.5×102m时，速度达到起飞速度80m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机平均牵引力的大小。 解题提示：先对飞机进行运动分析和受力分析、能量变分析。竖值方向的重力和支持力与运动方向垂直，垂直无功，只有水平方向的摩擦力与运动方向相反，做负功；牵引力与运动方向相同，做正功。初动能为零，末动能不为零，知道它在滑跑过程中增加的动能：根据动能定理，动能的增加等于牵引力做功和阻力做功的代数和。 并用牛顿运动定律和运动学公式进行二次解题。让学生总结动能定理的优势：1、应用动能定理优点：动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它处理问题常常比较方便。 2、动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而用牛顿运动定律解决这样一类问题非常困难。通过例题让学生体会动能定理解题的步骤：① 明确研究对象，明确运动过程。 ②分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况，然后求出W总。 ③明确始末状态初动能Ek1 ，末动能Ek2 ，根据动能定理列出方程:W总＝Ek2—Ek1 ④求解并检验。 小结：我们主要学习了动能和动能定理。知道了物体由于运动而具有的能量是动能，用EK=1/2mv2表示，并且学会了用动能定理初步解决问题。以上是本节课的内容，