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2019-2020年人教版高中物理必修二教案：7-7 動能和動能定理 【教學(xué)目標(biāo)】 知識與技能 1、掌握動能的表達(dá)式。 2、掌握動能定理的表達(dá)式。 3、理解動能定理的確切含義，應(yīng)用動能定理解決實(shí)際問題。 【教學(xué)重點(diǎn)】 動能定理及其應(yīng)用。 【教學(xué)難點(diǎn)】 對動能定理的理解和應(yīng)用。 【教學(xué)課時】 2課時 【探究學(xué)習(xí)】 （一）引入新課 教師活動：通過上節(jié)課的探究，我們已經(jīng)知道了力對物體所做的功與速度變化的關(guān)系，那么物體的動能應(yīng)該怎樣表達(dá)？力對物體所做的功與物體的動能之間又有什么關(guān)系呢？這節(jié)課我們就來研究這些問題。 （二）進(jìn)行新課 1、動能表達(dá)式 教師活動：我們在學(xué)習(xí)重力勢能時，是從哪里開始入手進(jìn)行分析的？這對我們討論動能有何啟示？ 學(xué)生活動：思考后回答 學(xué)習(xí)重力勢能時，是從重力做功開始入手分析的。討論動能應(yīng)該從力對物體做的功入手分析。 點(diǎn)評：通過知識的遷移，找到探究規(guī)律的思想方法，形成良好的思維習(xí)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達(dá)式。 設(shè)物體的質(zhì)量為m，在與運(yùn)動方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移l，速度由v1增加到v2，如圖所示。試用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式，推導(dǎo)出力F對物體做功的表達(dá)式。 學(xué)生活動：在練習(xí)本上獨(dú)立推導(dǎo)，求出力對物體做功的表達(dá)式。 教師活動：投影學(xué)生的推導(dǎo)過程。 功的表達(dá)式為： 提出問題，教材上說“”很可能是一個具有特殊意義的物理量，為什么這樣說？通過上節(jié)課的探究，是否也印證了你的觀點(diǎn)？ 教師活動：聽取學(xué)生匯報，幫助總結(jié)。 質(zhì)量為m的物體，以速度v運(yùn)動時的動能為 提出問題：動能是矢量還是標(biāo)量？國際單位制中，動能的單位是什么？1970年我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為173kg，運(yùn)動速度為7.2km/s，它的動能是多大？ 學(xué)生活動：回答問題，并計(jì)算衛(wèi)星的動能。 點(diǎn)評：通過計(jì)算衛(wèi)星的動能，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識。同時讓學(xué)生感受到動能這個概念在生活、科研中的實(shí)際應(yīng)用。促進(jìn)學(xué)生對物理學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。 2、動能定理 教師活動：直接給出動能定理的表達(dá)式： 有了動能的表達(dá)式后，前面我們推出的，就可以寫成 其中表示一個過程的末動能，表示一個過程的初動能。 上式表明，力在一個過程中對物體所作的功，等于物體在這個過程中動能的變化。這個結(jié)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表示什么意義？結(jié)合生活實(shí)際，舉例說明。（2）動能定理，我們實(shí)在物體受恒力作用且作直線運(yùn)動的情況下推出的。動能定理是否可以應(yīng)用于變力作功或物體作曲線運(yùn)動的情況，該怎樣理解？ 學(xué)生活動：閱讀教材，思考問題，列舉實(shí)例；選出代表發(fā)表自己的見解。 點(diǎn)評：通過學(xué)生閱讀，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力；通過學(xué)生討論，明確動能定理的應(yīng)用范圍。 教師活動：投影例題1和例題2，引導(dǎo)學(xué)生一起分析、解決。 學(xué)生活動：學(xué)生在實(shí)物投影儀上講解自己的解答，并相互討論；教師幫助學(xué)生總結(jié)用動能定理解題的要點(diǎn)、步驟，體會應(yīng)用動能定理解題的優(yōu)越性。 1、動能定理不涉及運(yùn)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(dāng)合力對物體做正功時，末動能大于初動能，動能增加；當(dāng)合力對物體做負(fù)功時，末動能小于初動能，動能減小。 點(diǎn)評：通過分析實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行情景分析，加深對規(guī)律的理解能力，加強(qiáng)物理與生活實(shí)踐的聯(lián)系。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評 教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。 點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。 （四）實(shí)例探究 對動能定理的應(yīng)用 h/10 h ［例］如圖所示，質(zhì)量為m的鋼珠從高出地面h處由靜止自由下落，落到地面進(jìn)入沙坑h/10停止，則 （1）鋼珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？ （2）若讓鋼珠進(jìn)入沙坑h/8，則鋼珠在h處的動能應(yīng)為多少？設(shè)鋼珠在沙坑中所受平均阻力大小不隨深度改變。 解析：（1）取鋼珠為研究對象，對它的整個運(yùn)動過程，由動能定理得W=WF+WG=△EK =0。取鋼珠停止處所在水平面為重力勢能的零參考平面，則重力的功WG=mgh，阻力的功WF= Ff h， 代入得mghFf h=0，故有Ff /mg=11。即所求倍數(shù)為11。 （2）設(shè)鋼珠在h處的動能為EK，則對鋼珠的整個運(yùn)動過程，由動能定理得W=WF+WG=△EK =0，進(jìn)一步展開為9mgh/8—Ff h/8= —EK，得EK=mgh/4。 點(diǎn)評：對第（2）問，有的學(xué)生這樣做，h/8—h/10= h/40，在h/40中阻力所做的功為 Ff h/40=11mgh/40，因而鋼珠在h處的動能EK =11mgh/40。這樣做對嗎？請思考。