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17.7动能和动能定理项目内容课题7.7动能和动能定理修改与创新教学目标1、知识与技能（1）知道动能的定义式，能用动能的定义式计算物体的动能；（2）理解动能定理反映了力对物体做功与物体动能的变化之间的关系；（3）能够理解动能定理的推导过程，知道动能定理的适用条件；（4）能够应用动能定理解决简单的实际问题。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、难点教学重点：动能的概念；动能定理的推导和理解。教学难点：动能定理的理解和应用。教学准备教学过程第七节动能和动能定理1、对“动能”的初步认识追寻守恒量中，已经知道物体由于运动而具有的能叫动能，大家先猜想一下动能与什么因素有关？应该与物体的质量与速度有关。你能通过实验粗略验证一下你的猜想吗？（物体的动能与物体的质量和速度有什么关系）。方案1：让滑块从光滑的导轨上滑下与静止的木块相碰，推动木块做功。2实验：（1）让同一滑块从不同的高度滑下；（2）让质量不同的滑块从同一高度滑下。现象：（1）高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多；（2）质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多。实验结果：（1）高度越大，滑块滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外做功的本领越强，说明滑块由于运动而具有的能量越多。（2）滑块从相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以对外做功的本领不同，是因为滑块的质量不同，在速度相同的情况下，质量越大，滑块对外做功的能力越强，也就是说滑块由于运动而具有的能量越多。归纳：物体的质量越大、速度越大物体的动能越大。方案2：被举高的锤子下落可将铁钉钉入木板中，高度越高，锤子越重具有的动能越大，钉铁钉时钉得越深。2、对“动能的变化”原因的初步探究前边我们学过，当力对物体做功时会对应某种形式的能的变化，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性势能的变化，那么什么原因使物体的动能发生变化哪？（1）多媒体演示实验：实验1：小球在空中下落过程，重力做正功，动能增大。实验2：沿粗糙平面滑动的小车由运动到静止，由于摩擦阻力做负功，小车的动能减小。（2）学生观察实验现象（要求学生观察物体在运动过程中受力、各力做功，及物体动能的变化情况？对于现象通过讨论，由学生代表说出。）（3）得出结论：外力做功（牵引力、阻力或其它力等）是物体的动能改变的原因。3、定量探究：外力做功与物体动能的变化之间的定量关系（1）就下列几种物理情境，用牛顿运动定律推导：外力做功与物体动能的变化之间的定量关系。用多媒体展示：3情境1：质量为m的物体，在光滑水平面上，受到与运动方向相同的水平外力F的作用下，发生一段位移L，速度由V1增加到V2情境2：质量为m的物体，在粗糙水平面上，受摩擦力fF的作用下，发生一段位移L，速度由V1增加到V2情境3：质量为m的物体，在粗糙水平面上，受到与运动方向相同的水平外力F和摩擦力fF的作用下，发生一段位移L，速度由V1增加到V2按学生基础情况分组推导，将结论填入下面的表格中，并用语言表述本小组的结论：物理情境结论121222121mvmvFL2-21222121mvmvLFf3FL21222121mvmvLFf教师在学生表述自己得出的结论（各组的分结论）后，引导学生得出动能定理的具体内容。及其理解动能的概念。结论：合力的功等于物体动能的变化。分析总结、讲解规律1、动能（1）“221mv”是一个新的物理量（2）2221mv是物体末状态的一个物理量，2121mv是物体初状态的一个物理量。其差值正好等于合力对物体做的功。（3）物理量221mv定为动能，其符号用EK表示，即当物体质量为m，速度为V时，其动能：EK=221mv（4）动能是标量，单位焦耳（J）（5）含义：动能是标量，同时也是一个状态量（6）动能具有瞬时性，是个状态量：对应一个物体的质量和速度就有一个动能的值。计算：我国第一颗人造卫星的质量是173㎏，运行速度是7.2㎞/S，它的4动能是多少？答：EK=mV2/2=4.48×109（J）通过计算进一步理解动能的物理意义。2、动能定理有了动能的表达式，前面推出的W=mV22/2－mV12/2就写成W=EK2－EK1师生讨论W、2KE、1KE的物理意义，最后得出：力在一个过程中对物体做的功等于物体在该过程中的动能变化。这个结论叫动能定理。（1）内容：合力在一个过程中对物体做的功等于物体在该过程中的动能变化。（2）表达式：W=EK2－EK1（3）讨论：①当合力做正功时，物体动能如何变化？②当合力做负功时，物体动能如何变化？③当物体受变力作用，如何计算物体动能的变化？④当物体做曲线运动时，如何计算物体动能的变化？答案：①当合力做正功时，物体动能增加。②当合力做负功时，物体动能减小。③当物体受变力作用，可把过程分解成许多小段每一段按照恒力运动是直线分段求解。④当物体做曲线运动时，可把过程分解成许多小段每一段按照恒力运动是直线分段求解。3、应用练习例题：一架喷气式飞机质量为5.0×103㎏，起飞过程中从静止开始滑跑，当位移达到L=5.3×102m时，速度达到起飞速度，V=60/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：飞机受到的牵引力。思考：（1）该题中叙述飞机的一个什么过程？答：飞机的起飞过程。（2）飞机的初速度多大？末速度多大？做功的位移多大？V初=0V末=60m/sL=5.0×103㎏（3）起飞过程中有几个力？大小方向如何？5答：四个力。重力、支持力、牵引力、阻力。其中牵引力和阻力做功。牵引力做正功，阻力做负功。（4）如何求解合力做功？答：两种方法：①W分=F合L②W分=F牵L－fL（3）把学生的解答过程展示出来。（4）纠正学生错误解法，展示正确求解过程：解：飞机起飞初动能EK1=0末动能EK=mV2/2合力功有W=F合L根据动能定理：F合L=mV2/2－0根据飞机起飞时受力F=F牵－f阻F牵=mV2/2L＋f阻=1.8×104(V)飞机受到的牵引力是1.8×104(V)。4、拓展训练：（1）该题中飞机起飞过程中牵引力的功转化成什么了？（讨论完成？）答：牵引力做的功转化成了飞机起飞的动能和飞机与地面摩擦的内能（即摩擦力做的功）。（2）本题是否可用牛顿运动定律来解，与上面解法有何不同？（用牛顿运动定律重解例题）（3）物体的运动为多段运动组成，是否可用动能定理来解？如何来解？（举个例题）板书设计第七节动能和动能定理1、动能（1）“221mv”是一个新的物理量；（2）2221mv是物体末状态的一个物理量，2121mv是物体初状态的一个物理量。其差值正好等于合力对物体做的功；（3）物理量221mv定为动能，其符号用EK表示，即当物体质量为m，速度为V时，其动能：EK=221mv；（4）动能是标量，单位焦耳（J）；（5）含义：动能是标量，同时也是一个状态量；（6）动能具有瞬时性，是个状态量：对应一个物体的质量和速度就有一个动能的值。计算：我国第一颗人造卫星的质量是173㎏，运行速度是7.2㎞/S，它的动能是多少？答：EK=mV2/2=4.48×109（J）通过计算进一步理解动能的物理意义。62、动能定理有了动能的表达式，前面推出的W=mV22/2－mV12/2就写成W=EK2－EK1师生讨论W、2KE、1KE的物理意义，最后得出：力在一个过程中对物体做的功等于物体在该过程中的动能变化。这个结论叫动能定理。（1）内容：合力在一个过程中对物体做的功等于物体在该过程中的动能变化。（2）表达式：W=EK2－EK1（3）讨论：①当合力做正功时，物体动能增加。②当合力做负功时，物体动能减小。③当物体受变力作用，可把过程分解成许多小段每一段按照恒力运动是直线分段求解。④当物体做曲线运动时，可把过程分解成许多小段每一段按照恒力运动是直线分段求解教学反思