精編動能和動能定理教案

2022-12-08 04:03:05 字數 4260 閱讀 6363

本節教材分析

動能定理研究的是質點的功能關係,是本章的重點.

本節在講述動能和動能定理時,沒有把二者分開講述,而是以功能關係為線索,同時引入了動能的定義式和動能定理,這樣敘述,思路簡明,能充分體現功能關係這一線索,同時考慮到初中已經學過動能的概念,這樣敘述,學生容易接受.

通過本節的學習,應使學生理解動能定理的推導過程.清楚動能定理的適用條件,通過對比分析使學生體會到應用動能定理解題較牛頓運動定律與運動學公式解題的不同點:即運用動能定理解題由於不涉及物體運動過程中的加速度和時間,因此用它來處理問題有時比較方便.

一、教學目標

(一)知識與技能

1、理解動能的概念,掌握動能的表示式。

2、掌握動能定理的表示式。

3、理解動能定理的確切含義,應用動能定理解決實際問題。

(二)過程與方法

1、運用演繹推導方式推導動能定理的表示式。

2、理論聯絡實際,學習運用動能定理分析解決問題的方法。

(三)情感、態度與價值觀

通過動能定理的演繹推導,感受成功的喜悅,培養學生對科學研究的興趣。

二、教學重點

動能定理的理解和應用。

三、教學難點

對動能定理的理解和應用。

四、教學方法

推理歸納法、討論法。

五、教學過程

新課匯入:

我們在初中,還有第一節《追尋守恆量》學過,物體由於運動而具有的能量叫動能.現在讓我們複習一下初中做過的實驗.

一.演示實驗

1.介紹實驗裝置:如圖1,所示。讓滑塊a從光滑的導軌上滑下,與木塊b相碰,推動木塊做功。

2.演示並觀察現象

①讓同一滑塊從不同的高度滑下,可以看到:高度大時

滑塊把木塊推得遠,對木塊做的功多。

②讓質量不同的滑塊從同一高度滑下,可以看到:質量大的滑塊把木塊推得遠,對木塊做的功多。

3.從功能關係定性分析得到:

物體的質量越大,速度越大,它的動能就越大;通過上節課的**我們還了解了力所做的功與物體所獲得的速度的關係,為w∝。

那麼動能與物體的質量和速度之間有什麼定量關係呢?

二.動能的表示式

如圖2所示,即課本第18頁

圖5.7-1。設某物體的乙個物體的

質量為m,初速度為,在與運動方向相同的恒力f的作用下發生一段位移l,速度增大到,則:

1.力f對物體所做的功多大?(w=fl)

2.物體的加速度多大?a=

3.物體的初速、末速、位移之間有什麼關係?

4.結合上述三式你能綜合推導得到什麼樣的式子?

5.在學生推導的過程中評析:

從這個式子可以看出,「」很可能是乙個具有特殊意義的物理量。

6.通過上節課的**我們還了解了力所做的功與物體所獲得的速度的關係,為w∝;而且這個量在過程終了時和過程開始時的差,也就是這個量在這個過程中發生的變化,正好等於力對物體做的功;我們還知道物體的動能和物體的質量有關;所以「」應該就是我們尋找的動能的表示式。於是,我們說質量為m的物體,以速度運動時的動能為:

7.講述動能的有關問題:

動能是標量

動能的單位:焦(j)

三.動能定理

1.若用ek來表示物體的動能,那麼剛才得到的表示式可以改寫為:w=ek2-ek1

2.學生敘述上式中各個字母所表示的物理量:合力對物體所做的功;物體的末動能;物體的初動能。

3.用語言把上式表示式敘述出來。

力在乙個過程中對物體所做的功,等於物體在這個過程中動能的變化。這個結論叫做動能定理。如果物體受到幾個力的共同作用,動能定理中的w即為合力做的功,它等於各個力做功的代數和。

4.討論

問題1:當合力對物體做正功時,物體動能如何變化?

(當合力對物體做正功時,末動能大於初動能,動能增加)

問題2:當合力對物體做負功時,物體動能如何變化?

(當合力對物體做負功時,末動能小於初動能,動能減少)

5.動能定理的適用條件

當物體受變力作用,或做曲線運動時,我們仍可採用過去的方法,把過程分解成許多小段,認為物體在每小段運動中受到的是恒力,運動的軌跡是直線,這樣也能得到動能定理。

所以,動能定理既適合於恒力做功,也適合於變力做功,既適用於直線運動,也適用於曲線運動。

因此,在解決一些實際的力學問題時,它得到了廣泛的應用。

6.動能定理的應用

(1)見課本第20頁「例題1」;

(2)見課本第20頁「例題2」。

用牛頓運動定律解決以上兩例題的方法由學生課後完成。

7.解題步驟:

①確定研究物件及運動過程

②受力分析,並確定各個力所做的功

③明確初、末狀態的動能

④列方程求解,對結果進行必要的討論說明

8.隨堂練習:課本第21頁「思考與討論」、「問題與練習」第2題和第4題

如圖3,在水平恒力f作用下,物體沿光滑曲面從高為h1的a處運動到高為h2的b處,若在a處的速度為,b處速度為,則ab的水平距離為多大?

可先讓學生用牛頓定律考慮,遇到困難後,再指導使用動能定理.

解:a到b過程中,物體受水平恒力f,支援力fn和重力mg的作用.三個力做功分別為fs,0和-mg(h2-h1),所以動能定理寫為:

解得:四.布置作業:課本第21頁「問題與練習」第3題和第5題

五.板書設計

(一)引入新課

教師活動:通過上節課的**,我們已經知道了力對物體所做的功與速度變化的關係,那麼物體的動能應該怎樣表達?力對物體所做的功與物體的動能之間又有什麼關係呢?

這節課我們就來研究這些問題。

(二)進行新課

1、動能表示式

教師活動:我們在學習重力勢能時,是從**開始入手進行分析的?這對我們討論動能有何啟示?

學生活動:思考後回答

學習重力勢能時,是從重力做功開始入手分析的。討論動能應該從力對物體做的功入手分析。

點評:通過知識的遷移,找到**規律的思想方法,形成良好的思維習慣。

教師活動:投影:在以下簡化的情景下求出力對物體做功的表示式。

設物體的質量為m,在與運動方向相同的恆定外力f的作用下發生一段位移l,速度由v1增加到v2,如圖所示。試用牛頓運動定律和運動學公式,推導出力f對物體做功的表示式。

學生活動:在練習本上獨立推導,求出力對物體做功的表示式。

教師活動:投影學生的推導過程。

功的表示式為:

提出問題,教材上說「」很可能是乙個具有特殊意義的物理量,為什麼這樣說?通過上節課的**,是否也印證了你的觀點?

教師活動:聽取學生匯報,幫助總結。

質量為m的物體,以速度v運動時的動能為

提出問題:動能是向量還是標量?國際單位制中,動能的單位是什麼?2023年我國發射的第一顆人造地球衛星,質量為173kg,運動速度為7.2km/s,它的動能是多大?

學生活動:回答問題,並計算衛星的動能。

點評:通過計算衛星的動能,增強學生的感性認識。同時讓學生感受到動能這個概念在生活、科研中的實際應用。促進學生對物理學的學習興趣。

2、動能定理

教師活動:直接給出動能定理的表示式:

有了動能的表示式後,前面我們推出的,就可以寫成

其中表示乙個過程的末動能,表示乙個過程的初動能。

上式表明,力在乙個過程中對物體所作的功,等於物體在這個過程中動能的變化。這個結論,叫做動能定理。

提出問題:(1)如果物體受到幾個力的作用,動能定理中的w表示什麼意義?結合生活實際,舉例說明。

(2)動能定理,我們實在物體受恒力作用且作直線運動的情況下推出的。動能定理是否可以應用於變力作功或物體作曲線運動的情況,該怎樣理解?

學生活動:閱讀教材,思考問題,列舉例項;選出代表發表自己的見解。

點評:通過學生閱讀,培養學生的閱讀理解能力;通過學生討論,明確動能定理的應用範圍。

教師活動:投影例題1和例題2,引導學生一起分析、解決。

學生活動:學生在實物投影儀上講解自己的解答,並相互討論;教師幫助學生總結用動能定理解題的要點、步驟,體會應用動能定理解題的優越性。

1、動能定理不涉及運動過程中的加速度和時間,用它來處理問題要比牛頓定律方便.

2、用動能定理解題,必須明確初末動能,要分析受力及外力做的總功.

3、要注意:當合力對物體做正功時,末動能大於初動能,動能增加;當合力對物體做負功時,末動能小於初動能,動能減小。

點評:通過分析例項,培養學生進**景分析,加深對規律的理解能力,加強物理與生活實踐的聯絡。

(三)課堂總結、點評

教師活動:讓學生概括總結本節的內容。請乙個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然後請同學評價黑板上的小結內容。

學生活動:認真總結概括本節內容,並把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結,看誰的更好,好在什麼地方。

點評:總結課堂內容,培養學生概括總結能力。

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