1、7.7动能和动能定理教学设计l 教学模式介绍“传递-接受”教学模式源于赫尔巴特的四段教学法,后来由前苏联凯洛夫等人进行改造传入我国。在我国广为流行,很多教师在教学中自觉不自觉地都用这种方法教学。该模式以传授系统知识、培养基本技能为目标。其着眼点在于充分挖掘人的记忆力、推理能力与间接经验在掌握知识方面的作用,使学生比较快速有效地掌握更多的信息量。该模式强调教师的指导作用,认为知识是教师到学生的一种单向传递的作用,非常注重教师的权威性。“传递-接受”教学模式的课程环节:复习旧课激发学习动机讲授新知识巩固运用检查评价间隔性复习l 设计思路说明1. 复习旧课1)、功和能的关系是什么?功是能量转化的量度
2、,物体能量变化的多少是用做功的多少来量度,即W=E。2)、什么是物体的动能?物体的动能与什么因素有关?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。导入物体的动能跟物体的质量、速度有什么关系呢?本节课我们就来研究这个问题.2. 激发学习动机思考题:一架飞机在牵引力的作用下(不计阻力),在起飞跑道上加速运动,分析:1)、飞机的动能如何变化?2)、飞机的动能变化的原因是什么?3. 讲授新知识(一)、探究动能表达式(二)动能(三)、动能定理(四)、动能定理的应用4. 巩固运用1)、下列说法中,正确的是() A、物体的动能不变,则其速度一定也不变B、物体的速度不变,则其动能也不变C
3、、物体的动能不变,说明物体的运动状态没有改变D、物体的动能不变,说明物体所受的合外力一定为零2)、a、b、c三球自同一高度以相同速率抛出,a球竖直上抛,b球水平抛出,c球竖直下抛。设三球落地时的速率分别为va、vb、vc,则()A、vavbvcB、vavbvcC、vavbvcD、vavbvc3)、一个物体的速度从0增加到v,再从v增加到2v,前后两种情况下,物体动能的增加量之比为多大?4)、将质量m2 kg的一块石头从离地面H2 m高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h5 cm深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力(g取10 m/s2) 5. 检查评价总结动能定理解题的优点6. 间隔性复习
4、在以后的学习中体现l 教材分析通过前几节内容的学习,学生已认识到某个力对物体做了功就一定对应着某种能量的变化。在本章第一节“追寻守恒量”中,学生也知道了物体由于运动而具有的能叫动能。那么,物体的动能跟哪些因素有关?引起动能变化的原因是什么?这就是本节要研究的内容。本节内容,具有承前启后的作用。通过本节内容的学习,既深化了对功的概念的理解,使学生对“功是能量变化的量度”有了进一步地理解,拓展了求功的思路,也为机械能守恒定律的学习打下了基础,并为用功能关系处理问题打开了思维通道。因此,本节内容既是本章的关键内容,也是重点内容。l 教学目标知识与技能1.理解什么是动能.2.知道动能的定义式,会用动能
5、的定义式进行计算.3.理解动能定理及其推导过程,知道动能定理的适用范围.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.理论联系实际,培养学生分析问题的能力.情感、态度与价值观通过动能定理的演绎推导,培养学生对科学研究的兴趣.l 教学重难点【重点】1.动能的概念.2.动能定理及其应用.【难点】对动能定理的理解和应用l 课前准备1、多媒体课件;2、学生完成相应预习内容;3、学生课前查阅相关背景资料,搜集有关资料。l 教学过程一 复习旧课1、功和能的关系是什么?功是能量转化的量度,物体能量变化的多少是用做功的多少来量度,即W=E。2、什么是物体的动能?物体的动能与什么因素有关?物体由于运动
6、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。导入物体的动能跟物体的质量、速度有什么关系呢?本节课我们就来研究这个问题.二 激发学习动机思考题:一架飞机在牵引力的作用下(不计阻力),在起飞跑道上加速运动,分析:1、飞机的动能如何变化?2、飞机的动能变化的原因是什么?三 讲授新知识(一)、探究动能表达式1、试根据以下情景:水平面光滑,物体质量为m,初速度为v1,物体受到与初速度同向的恒力F,末速度为v2。(1)推导力F做功的表达式。(2)猜想动能的表达式,谈谈你的依据是什么?2、仔细研究动能表达式,从中可以获得哪些信息?A、动能的单位是什么?为什么?请推导。B、动能是矢量还是标量?可以为
7、负值吗?C、动能有无相对性?为什么?D、动能是过程量还是状态量?为什么?(二)动能1、定义:物体由于运动而具有的能叫动能,用EK表示。2、公式:Ek=mv2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.3、物理意义:描述运动状态的物理量。动能是标量,且恒为正值,4、动能的单位:焦(J),与功的单位相同5、动能是状态量6、动能具有相对性讨论:1、质量一定的物体(1)速度变化,动能是否一定变化?(2)动能变化,速度是否一定变化?2、以大小相等的速度分别竖直方向和水平方向抛出两个质量相等的物体A和B,抛出时两个物体的动能是否相同?为什么?如果A的速度加倍而B的质量减半,二者的动能谁大?3、思
8、考:(1)的左边的含义是什么?右边的含义是什么?(2)物体动能变化的原因是什么?动能变化的数值与什么因素有关?(三)、动能定理1、内容:合力对物体所做的功等于物体动能的变化这个结论叫动能定理。FfGNV2、表达式:W=Ek2Ek1W合外力对物体所做的功;Ek2物体的末动能;Ek1物体的初动能.(四)、动能定理的应用例:一架喷气式飞机,质量5103 kg,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s5.3102时,达到起飞速度60/s,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(0.02),求:飞机受到的牵引力?审题并思考:飞机初速度多大?末速度多大?飞机运动过程中水平方向受到哪些力的作用?各个力
9、的大小和方向如何?用牛顿运动定律和动能定理求解本题。解法一:以飞机为研究对象,它做匀加速直线运动受到重力、支持力、牵引力和阻力作用。则F合Fkmga 又as 由和得:F=1.8104 N解法二:以飞机为研究对象,它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用,这四个力做的功分别为W,W支,W牵Fs,W阻s。据动能定理得: Fs - kmgs = mv2 - 0代入数据,解得F1.8104 动能定理与牛顿第二定律的区别:牛顿第二定律是矢量式,反映的是力与加速度的瞬时关系;动能定理是标量式,反映做功过程中功与始末状态动能增量的关系。动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间,因此用它处理问题有时很方便。动能
10、定理解题的方法和步骤:确定研究对象,画出草图;分析物体的受力情况,明确各个力所做的功;确定物体的初、末状态,明确物体在初、末状态的动能;根据动能定理列方程,求解。 对结果进行分析讨论。四巩固运用1、下列说法中,正确的是() A、物体的动能不变,则其速度一定也不变B、物体的速度不变,则其动能也不变C、物体的动能不变,说明物体的运动状态没有改变D、物体的动能不变,说明物体所受的合外力一定为零2、a、b、c三球自同一高度以相同速率抛出,a球竖直上抛,b球水平抛出,c球竖直下抛。设三球落地时的速率分别为va、vb、vc,则()A、vavbvcB、vavbvcC、vavbvcD、vavbvc3、一个物体
11、的速度从0增加到v,再从v增加到2v,前后两种情况下,物体动能的增加量之比为多大?4、将质量m2 kg的一块石头从离地面H2 m高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h5 cm深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力(g取10 m/s2) 五检查评价动能定理解题的优点:1、动能定理既适用于恒力做功又适用于变力做功。2、动能定理既适用于物体单过程做功又适用于多过程做功。3、动能定理既适用于物体做直线运动又适用于曲线运动。4、动能定理处理问题不需要考虑过程中的加速度、时间、运动方向等细节,处理问题比牛顿运动定律方便。六间隔性复习在以后的学习中体现l 教学反思本节课采用了“传递-接受”的教学模式来进行教学。注意理论和实际相结合,激发学习兴趣理论联系实际是激发学生学习兴趣,启迪学习动机,活跃课堂气氛的一种重要方法。在日常生活中有许多物理现象是趣味性习题的好素材。