资源简介

8.3动能和动能定理的教案
【教学目标】
物理观念：理解动能的内涵，能用动能定理分析解释生产生活中的相关现象，解决一些相关的实际问题
科学思维：能利用动能定理解决动力学问题和变力做功问题
科学探究：能通过理论推导得出动能定理的内容。
科学态度与责任：通过对动能和动能定理的演绎推理，使学生从中领略到物理等自然科学中所蕴含的严谨的逻辑关系，有较强的学习和研究物理的兴趣。
【教学重难点】
教学重点
动能的概念，动能定理及其应用
动能的定量化是学生思维突破的障碍，突破的方法是通过复习前面学过的有关知识引导学生通过大胆猜想、推导、类比得出动能的表达式，利用两道经典例题加深学生对动能概念的理解。再以推导动能表达式的方法为依据，通过实例学生可以轻松地推导出动能定理的内容。最后用一道典型例题使学生学会如何用动能定理解决实际问题。
教学难点
动能定理的理解和应用
对动能定理深刻的理解比较困难，尤其是动能定理中总功的分析与计算在初学时比较困难，通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。通过师生共同讨论动能定理，进一步加深对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。最后设置情景例题加强学生对动能定理的应用能力。
【新课导入】
物体的动能跟物体的质量和速度都有关系。物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。炮弹在炮筒内推力的作用下速度越来越大，动能增加。这种情况下推力对物体做了功。
你还能举出其他例子，说明动能和力做的功有关吗？这对于定量研究动能有什么启发呢？
【新课讲解】
动能的表达式
质量为 m的某物体在光滑水平面上运动，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 v2
从 上 式 可 以 看 出，“”很可能是一个具有特定意义的物理量，因为这个量在过程终了与过程开始时 的 差， 正 好 等 于 力 对 物 体 做 的 功。 在 物 理 学 中 就 用“ ”这个量表示物体的动能，用符号Ek表示。于是我们说，质量为m 的物体，以速度v 运动时的动能是：。
动能是标量，它的单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳，这是因为
1 kg（m/s）2＝1 N·m＝1 J
【思考与讨论】2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为
631 kg，某时刻它的速度大小为 7.6 km/s，此时它的动能是多少？
动能定理
动能与质量和速度的定量关系如何呢？我们知道，功与能密切相关。因此我们可以通过做功的多少来定量地确定动能。外力对物体做功使物体运动而具有动能，下面我们就通过这个途径研究一个运动物体的动能是多少。
如图所示，一个物体的质量为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，速度增大到v2，则：
①力F对物体所做的功多大
②物体的加速度多大
③物体的初速、末速、位移之间有什么关系
④结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子
从这个式子可以看出，“”很可能是一个具有特定意义的物理量。因为这个量在过程终了时和过程开始时的差，正好等于力对物体的功，所以“”应该就是我们寻找的动能表达式。上节的探究已经表明，力对初速度为零的物体所做的功与物体速度的二次方成正比，这也印证了我们的想法。于是，我们说质量为m的物体，以速度v运动时的动能是
　　　　　　　　　　　　（1）
物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半。
4．单位
从动能的表达式可以看出，动能的单位由质量和速度的单位来确定，在SI制中，它的单位与功的单位相同，都是焦耳。
③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。
动能定理的特点是不必追究全过程的运动性质和状态变化的细节，对于求解变力功，曲线运动中的功，以及复杂过程中的功能转化，动能定理都提供了方便。
④在中学阶段，动能定理的研究对象是单个质点。
动能定理反映功这个过程量和动能这个状态量之间的关系，动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。给出了力对空间累积的结果。
⑤动能定理是标量式，式中的功和动能必须是相对于同一惯性参考系的。
动能定理的应用
1．用动能定理解题的步骤
①确定研究对象及所研究的物理过程；
②分析物体的受力情况，明确各个力是否做功，做正功还是做负功，进而明确合外力的功；
③确定始、末态的动能；
④根据动能定理列方程；
⑤求解方程、分析结果。
【板书】
（一）板书
8.3 动能和动能定理
动能的表达式
表达式：
动能定理
内容：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：
【课后反思】
（一）课后反思
本教学设计采用由激发兴趣、师生交流反馈、教师演示、学生参与、问题由浅入深、层层推进、学生解决理论与方法。
在课堂上提出的主要问题都必须是在课前精心设计好的，问题要紧扣教学目标，突出重点、克服难点、发展能力、学会学习，要有代表性，能使学生举一反三、触类旁通。教师提问引导的方式带领学生进行新知识的学习，有讨论、幻灯展示，也有动手动脑的实际体验，并且每完成一次任务，都是让学生通过民主评议来评的，这样不仅能培养他们团结合作的意识，而且还能使学生们形成互相帮助，互相学习的好习惯。最后由教师进行总结性评价，这样将更加有助于学生对知识的认知。

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