动能动能定理教案4.3

必修2第四章机械能和能源第四节动能动能定理教案第1页共5页授课日期2014年4月3日课题4.4动能动能定理共3课时第1课时知识与技能1.理解动能的概念，知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算2.会运用功能关系导出动能的定义式和动能定理.3.经历用实验来研究恒力做功与物体动能变化关系的过程，初步理解动能定理.4.培养学生实验能力，锻炼思维能力。过程与方法通过实验观察，感受动能与质量、速度有关；通过理论探究与实验研究得到动能定理，通过对不同过程的研究，初步理解动能定理。情感、态度与价值观1．感受物理学中定性分析与定量表述的关系，学习用数学语言表达物理规律.2．体验理论探究、实验验证的科学研究过程.3.通过动能定理的演绎推导与实验研究，培养学生科学精神.重点难点重点：用功能关系和牛顿第二定律导出动能定理难点：用实验验证动能定理中的数据处理技术准备图片资料；打点计时器、铁架台、铁夹、重锤、纸带、电源、刻度尺、计算器；计算机及实物投影仪教学方式和手段本节课选择的是以学生为中心，采用演示实验、分组实验、理论探究等教学方式，在教师引导下学生逐步完成独立探究过程，并动手实验获取数据，通过处理复杂的数据提高学生分析问题、解决问题、处理试验数据的能力，培养学生思维能力，体现物理学科特点，同时用多媒体课件辅助教学。学情分析学生在初中对动能有初步的了解，能定性说出相关物理量，在学习本节课之前，已经学习了功的内容，知道做功与能量转化有关系，但认识很浅显。板书设计4.4动能动能定理一、动能实验设计二、动能定理教学过程时间安排教学内容、教师活动学生活动设计思想3min引入新课：先看一组图片:总结得出这些运动的物体具有某种能。初中我们曾对动能这一概念有简单、定性的了解，同学们回忆一下：什么是物体的动能？物体的动能跟那些因素有关？新课教学：看图、思考、回顾已有知识激发情趣，引出要研究的问题ppt必修2第四章机械能和能源第四节动能动能定理教案第2页共5页一、动能1.演示实验:（1）让小车A从斜面上滑下，与木块B相碰，A推动木块，说明A具有动能，对B做功。（2）让同一小车从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块B做的功越多.说明速度越大，小车动能越大。（3）让质量不同的滑块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得更远，对木块做的功多。说明质量越大，动能越大。实验表明：物体的质量越大、速度越大，动能越大。提出问题：动能与物体的质量、速度之间有什么定量关系呢?本节研究这个问题，并深入地理解做功与动能的关系。（板书：4.4动能动能定理）观察实验现象，做出判断培养学生的实验观察能力和分析判断能力6min2．理论探究探究1：设一个物体质量为m，在沿运动方向的恒力F（合外力）的作用下发生了一段位移ᵡ，速度由ν1增加到ν2。试计算这个过程中：（1）力F所做的功（2）物体的初速度、末速度、位移、加速度之间有什么关系?（3）结合牛顿第二定律，试试看你能找到力对物体做功与物体的速度有怎样的关系。解：W=Fχa22122F=ma得：21222121mmW根据功能关系可知，功是能量转化的量度，上式左边的W是合外力所做的功，右边应当是物体的始末状态的某种能量，这种能量与物体的质量和速度有直接关系，思考并回答问题，推导得出结果思考表达式的内涵分三步进行理论探究，逐步渗透。探究1在老师引导下完成，探究2、探究3自主完成。培养学生的演绎推理能力，锻炼学生思维能力Fχν1ν2必修2第四章机械能和能源第四节动能动能定理教案第3页共5页7min4min它就是物体的动能。用Ek表示。（板书）221mEk动能特点：(1)动能是状态量，具有瞬时性，物体在某一状态的动能由物体的质量和该状态下物体的速度共同决定．(2)物体的动能具有相对性，一般无特别说明，物体的动能均是相对地面的。(3)动能是标量，只有大小没有方向，动能没有负值，与物体的速度方向无关．(4)动能的单位：焦耳J提出问题：如果物体受力情况发生变化，那么21222121mmW这个关系还成立吗？探究2：设一个物体质量为m，在动摩擦因数为µ的水平面上受到水平恒定拉力F的作用，发生了一段位移ᵡ，速度由ν1增加到ν2。在这个过程中，试计算：（1）各个力所做的功（2）各个力所作功的总和（3）物体的初速度、末速度、位移、加速度之间有什么关系?（4）外力对物体做功地总和与物体的动能之间有什么关系。引导学生进行推导，得到：2122合2121mmw上式左边仍是合外力的功或力对物体做功的总和，右边仍是物体动能的变化量。提出问题：如果物体做曲线运动，力对物体做功与物体动能变化的关系如何？探究3：将一质量为m的小球从h高处以初速度1水平理解动能独立完成推导过程Fµ≠0χν1ν2必修2第四章机械能和能源第四节动能动能定理教案第4页共5页抛出，落地速度2。求:（1）合外力的功（2）初速度、末速度与高度的关系（3）外力所做的功与小球动能的关系。导出：2122合21-21mmwmgh以上讨论了物体在水平面上和竖直面上、做直线运动或曲线运动、受到一个或多个力的作用时，力对物体做功与物体动能变化的关系，虽然受力情况不同、速度变化不同、运动轨迹不同，但推导出的结果表达形式却是相同的，它表示了合外力做功与动能变化的关系，具有普遍性。我们把这个关系叫动能定理。独立完成推导过程综合分析3min5min15min二、动能定理1.内容：合外力所做的功等于物体动能的变化2.表达式：21121初动能：mEk22221末动能：mEkKKKEEEmmw12212221-21KEw3.讨论与交流利用动能定理12kKEEw分析:W0：末动能大于初动能，如汽车启动过程、物体自由下落过程等W0：末动能小于初动能，如汽车刹车过程等动能没有负的，功有正负，表示动能增加或减少。这个关系可以通过实验验证.3.实验验证动能定理从表达式入手分析：选择自由落体运动，分析需要测量的物理量、需要选择实验器材、需要设计实验记录表格、计算结果的呈现形式等。学生分组进行实验验证，教师巡回指导（数据多，计算量大，容易出现计算错误，要加强巡视及时指出问题，学生讨论分析从表达式入手分析需要测量的物理量、选择的实验器材、设计增加对动能定理的理解培养学生动手操作和处理实验数据的能力必修2第四章机械能和能源第四节动能动能定理教案第5页共5页帮助学生分析错误原因）。展示学生处理数据的结果实验结论：在误差允许的范围内，合外力所做的功等于物体动能的变化量，与理论推导结论一致。实验记录表格，动手做试验2min小结：本节课研究了动能及动能定理的数学表达方式，对动能及动能定理有了初步的理解。动能定理为我们计算力所做的功提供了新的计算方法，下节课继续学习动能定理的使用条件、解题步骤及其应用。提出下一节课学习任务作业：P71练习