4.4《动能定理》教案全集2_(教科版必修二).docVIP

4.4动能定理 教学设计思路： 本节通过实验探究的方法使学生掌握动能定理的内容．其中实验探究的方法是重点，旨在培养学生的实验探究能力和分析问题的能力． 动能定理是力学中一个重要的规律，是本章的教学重点． 动能定理是能的转化与守恒定律的具体体现，学习掌握动能定理，能解决许多力学问题，应用范围较广． 教学目标： 一、知识与技能 1．通过实验探究恒力做功与物体动能变化的关系，导出动能定理． 2．初步理解动能定理，知道运用动能定理解题的基本步骤，能根据动能定理计算功和动能的变化． 二、过程与方法 1．通过动手实验、测量计算，探究并体验动能定理的推导过程． 2．通过绘制ΔEk—W 图像，体验用图像寻找物理量之间的关系的方法． 三、情感态度与价值观 1．经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，培养学生的合作与交流精神． 2．体验运用动能定理解题的优越性，体验收获的喜悦． 教学重点难点： 重点：实验探究恒力做功与物体动能变化的关系，导出动能定理，初步理解动能定理． 难点：通过动能定理让学生对总功和动能的改变以及功和能的关系有更全面、更深刻的认识． 教学过程： 引入新课 2007 年 10 月 24 日 18 时，有着 50 多年历史的中国航天事业翻开新的一页：长征三号甲运载火箭载着中国首颗人造月球卫星 ——“嫦娥一号” 探测器，划破云霄，飞入太空，奔向月球．请同学们观看视频． 请学生观看一段“嫦娥一号”发射升空的视频，如果已知“嫦娥一号”卫星质量为 2350kg ，点火后 10s 内随火箭一起竖直上升了 85m ，（假设在这 10 秒内火箭做匀加速直线运动）求：（ g 取 10m/s2 ） 1．升空 10 秒过程中火箭对卫星的推力为多大？ 2．火箭对卫星的推力在竖直上升这段时间内所做的功是多少 ? 3．“嫦娥一号”自身重力在这段位移内所做的功是多少？ 4．“嫦娥一号”在上升的这段时间内的初动能是多少？ 5．“嫦娥一号”在上升的这段时间内的末动能是多少？ 学生思考做题 教师：怎样求推力呢？要想求出推力，关键是先求出哪个物理量？ 学生：可以通过运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律来求推力，要想求推力，求解加速度是关键． 教师：这是牛顿运动定律中已知物体的运动情况求受力情况的习题，解决这类问题的桥梁和纽带是求解加速度． 教师：如何求功呢？ 学生：可以通过功的公式 W＝Fx 求解． 教师 : 物体的初动能是零，物体的末动能如何求呢？必须求出哪个物理量？ 学生：可以先由运动学公式 vt＝ v0＋at 求出物体的末速度 , 再根据动能公式 求物体的末动能． 教师：通过这道题 , 请同学们观察一下合外力所做的功和物体动能的变化量之间存在什么关系？ 学生回答：近似相等． 下面我们通过实验来探究一下合外力所做的功和动能的变化量之间有什么样的关系． 一、合外力做功和物体动能的变化 学生实验探究 现在给大家准备了以下器材：打点计时器，一端有滑轮的光滑长木板，小车，纸带，细线，砝码，弹簧测力计，小盘，刻度尺，导线，电源，天平，重锤，铁架台，请你设计一个实验来探究合外力所做的功和动能的变化量之间的关系． 实验目的：找出合外力所做的功 W 与物体动能的变化ΔEk之间的关系． 学生设计探究实验． 以水平面上的小车为研究对象，研究合外力所做的功与小车动能变化的关系，参照教材第 70 页“实验探究”． 教师提问：弹簧测力计测出的拉力是物体所受的合外力吗？ 学生回答：不是，物体还受到摩擦力，测出的是拉力和摩擦力的合力． 教师提问：怎样求摩擦力呢？ 学生回答：因为物体所受的摩擦力为滑动摩擦力，可以利用滑动摩擦力的公式计算摩擦力． 教师提问：对物体进行受力分析，我们能求出小车受到的支持力，但小车与木板间的动摩擦系数知道吗？（学生通常回答不知道）测量摩擦系数十分复杂，所以摩擦力很难求出来．我们还有其他办法求合力吗？想想我们以前求匀变速直线运动的加速度时是怎么做的？ 学生回答：用平衡摩擦力的方法．把木板一端垫高，利用小车重力的分力平衡摩擦力，则砝码对小车的拉力等于小车所受合力． 教师：如果要寻找合外力的做功 W 与ΔEk之间的关系，需要知道哪些物理量？ 学生回答：由功的公式可知，需要知道物体所受的合外力 F ，物体在这段时间内发生的位移 x ，由动能的定义可知，要知道物体的质量和物体在这段时间的初、末速度 v1和v2． 教师：力可以怎么得到 ? 学生回答：力 F 可以用弹簧测力计直接测量． 教师：物体在这段时间内发生的位移呢？ 学生回答：可以通过尺子量纸带得到． 教师 : 物体的初、末速度呢？ 学生回答：利用纸带就可以求出相应点的瞬时速度，v平均＝ x/t＝(v0＋v2)/2 vt