探究动能变化跟功的关系

《探究动能变化跟功的关系》教学设计第1页共5页探究动能变化跟功的关系宁夏吴忠市回民中学杨正祥本节教材分析：动能定理研究的是质点的功能关系，是本章的重点之一。本节在讲述动能和动能定理时，没有把二者分开讲述，而是以功和动能关系为线索，同时引入了动能的定义式和动能定理，这样叙述，思路简明，能充分体现功能关系这一线索，同时考虑到初中已经学过动能的概念，这样叙述，学生容易接受。通过本节的学习，应使学生理解动能定理的推导过程，清楚动能定理的适用条件，通过对比分析使学生体会到应用动能定理解题较牛顿运动定律与运动学公式解题的不同点：即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它来处理问题有时比较方便标题：3.1探究动能变化跟功的关系课程：《物理２》（普通高中课程标准实验教科书——上海科技教育出版社）学段：高一年级第二学期课程第三章第一节知识与技能：1、理解动能的概念；知道在国际单位制中动能的单位是焦耳(J)；动能是标量，是状态量。2、理解由运动学公式和牛顿第二定律导出动能定理公式的过程。3、正确理解动能定理的含义，并能用它解释有关问题。4、准确理解外力作正功时，动能增加：外力做负功时，动能减少。过程与方法：1、运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。2、在综合运用知识中学习，在类比学习中进步。情感态度与价值观：通过对动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣，培养学生学会把前后所学知识融会贯通思维习惯。教学重点难点1、本节重点是对动能公式和动能定理的理解与应用。《探究动能变化跟功的关系》教学设计第2页共5页2、动能定理中功的分析与计算比较困难，应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。3、通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解，让学生对功、能关系有更全面、深刻的认识，这是本节的较高要求，也是难点。教学方法:推理归纳法、讲授法、演示法、类比法教学用具:斜槽，滑块一块，铁球两个（质量不相同）教学和学习活动过程教学环节教师活动学生活动设计意图1．组织教学导入新课①什么是物体的动能?②物体的动能与什么因素有关?（学生可能回答不上或者不完整，此时可鼓励学生大胆猜测）③那么，物体的动能跟其质量、速度有什么关系呢?本节课我们来研究这个问题。物体由于运动而具有的能叫动能；物体的动能跟物体的质量和速度有关系。积极参与回顾初中知识的复习板书课题：探究动能的变化跟做功的关系2．演示实验：(定性探究动能与哪些因素有关)①介绍实验装置（点击此处，见图1）：让小球从光滑的斜槽上滚下并与木块相碰。②演示实验并讨论：a.让同一小球从不同的高度滑下，b.让质量不同的小球从同一高度滑下，③从功和动能关系定性分析得到：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大，那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量关系呢?认真观察装置图结论1:：高度大时小球把木块推得远，因小球下滑高度不同，与滑块相撞时速度不同，可定性的看出，小球的动能与其速度有关，且随速度增加而增大．结论2：质量大的小球把木块推得远，即小球的动能与其质量有关，且随小球质量增加而增大．仔细聆听，并认真观察现象以及教师的操作过程。定性分析得到：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大，即物体的动能与其质量和运动的速度有关。3．通过案例分析，推导动能定理推导案例：如图所示（点击此处，见图2），设有一辆为m的汽车，在不变的牵引力F作用认真思考教师的德设问病时间动手尝试着推导，及时举手反馈：同学们碰到什么问题，可以举手问老师或与周边同《探究动能变化跟功的关系》教学设计第3页共5页下行驶，速度由v1增加到v2，相应的行驶距离为s。那么在此过程中，汽车的加速度多大？汽车运动的速度v1、v2跟加速度a、距离s的关系怎样呢？思考：1.由运动学规律可得出汽车的加速度a的表达式为：2.由牛顿第二定律可得出汽车的加速度a的表达式为：3.联立①、②，消去a，整理可得等式svva22122①mFa②21222121mvmvFs③学协作交流，互相指教（培养学生的团结互助和相互协作能力）（也可以分组讨论）4．动能和动能定理的理解a、等式③左边的Fs是我们在初中就已经熟悉的功的计算式（W＝Fs），是汽车行驶距离s的过程中，牵引力所做的功。b、等式③右边的两项跟汽车的质量和速度有关。物理学中把221mv叫做物体的动能，用符号Ek表示，即Ek＝221mvc、21222121mvmv反映了汽车从初状态到末状态的动能的增量，即ΔEk=Ek2-Ek1，于是有W=ΔEk，此公式即为学生积极参与初中物理中功的概念和表达式的回顾复习。动能的定义为：221mv即动能与物体的质量和速度两因素有关（与前面的定性推理一致）公式③可以简化为W=Ek2-Ek1其中：Ek2为物体的初动能，Ek1为物体的末动能，W为力对物体所做的功1.对功和动能有更进一步的认识和理解2.动能定理所表示的含义是：力对物体所做的功等于物体动能的增量。3.进一步理解：物体动能的变化可以用功来量度。《探究动能变化跟功的关系》教学设计第4页共5页物理学上的动能定理。d、正功、负功和动能增量的关系。由动能定理W=ΔEk可知：①如果物体做加速运动，物体动能为值，力对物体做的功W也是值，我们就说力对物体做正功。②如果物体做减速运动，物体动能为值，力对物体做的功W也是值，我们就说力对物体做负功。e、动能定理的适用条件动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动结论：正功使物体的动能增加，负功使物体的动能减少。对“动能定理的适用条件”的理解后续课程还要学习5．动能定理的应用案例：一颗质量为40g的子弹以100m/s的速度穿过苹果后，速度降为60m/s，问子弹击穿苹果前后的动能变化了多少？苹果对子弹做了多少功？分析：研究对象：子弹苹果对子弹起阻碍作用，即子弹的动能要减少初、末状态的动能Ek1=2121mvEk2=2221mv已知：子弹质量m=40g=4.0×10-2kg子弹初速度v1=100m/s击穿苹果后的速度v2=60m/s由动能定理W=ΔEk可知，苹果对子弹做的功为：W=ΔEk＝Ek2-Ek1＝21222121mvmv代入数值得W＝－128J.负号表示苹果对子弹做负功，使子弹的动能减少。明确应用动能定理解题步骤：①明确研究对象及运动过程②受力分析，确定力对物体所做的功③明确初、末状态的动能④应用动能定理列方程求解6．作业布置教材P45--3《探究动能变化跟功的关系》教学设计第5页共5页教学反思：本次教学活动中，教学方式上采用先引导、鼓励学生大胆猜测，动能可能与那些因素有关，然后就从学生最常见、最熟悉斜面演示实验开始定性推理，最后由案例的形式引导学生探究出动能及动能定理表达式。教学方法上尽可能的以学生的自主活动为主线，设计思考题，鼓励学生大胆思考、讨论，使学生从中有平等、受尊重的感觉，进而对物理课程也产生亲近感；同时鼓励学生之间共同讨论，协作学习，从某种程度来说，为学生开放了更多活动空间，使其成为真正学习的主人，也促使了教材和课堂教学的单边活动向多边活动发展，变学生的被动接受为主动思考与探索。不足之处：1.学生主动参与的积极性不高；2.知识点多，一部分学生的掌握程度不是很好；3.在知识的衔接与过渡中不是很流畅。图1SV2V1FF图2