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《动能和动能定理（第一课时）》教案

教学目标及教学重点、难点

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：微元法、演绎推理法、能利用动能定理解决动力学问题。

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。并且在动能定理的应用中培养良好的分析问题解决问题的习惯。

教学重点：

能科学探究功与动能变化的关系，借助牛顿第二定律，推到出动能定理。

动能定理与牛顿运动定律在分析动力学问题上的异同。

教学难点：

会用动能定理处理有关实际问题，特别是动能定理在变力做功和曲线运动中的应用，领会运用动能定理解题的优越性。

教学过程(表格描述)

教学环节

主要教学活动

设置意图

新课导入

想一想：在高尔夫运动中，同样是用杆击球，但球飞出去的速度却不同，这是为什么呢？

由实际生活中的问题引入，引起思考和学习的兴趣。

动能的概念及影响其大小的因素

由被击打的球会运动起来，它和流动的水，行使的汽车，飞行的子弹有什么共同点呢？

它们都在运动。

在物理学中，我们把物体由于运动而具有的能叫做动能。

进而提出问题：影响动能大小的因素有哪些呢？

引导学生回顾初中做的探究实验

讨论引起动能大小的两个因素：一是物体的质量，二是物体的速度大小

结论：速度相同时，质量越大，物体的动能越大

质量相同时，速度越大，物体的动能越大

动能的概念及影响其大小的因素的相关知识在初中学生已经有了一定的了解。这里通过对初中知识的复习，巩固已学过的内容，并为后面动能的表达式及动能定理的得出做好准备。

动能的表达式

及对动能概念的进一步讨论

提出问题：在上面的实验中，我们采用了什么方法来研究物体的动能的？

通过分析得出研究动能的表达式的方法：

物体动能的变化和力对物体做的功密切相关。研究物体的动能离不开对力做功的分析。

创建物理情境：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

强调指出：光滑的水平面，恒力的作用是理想化处理，目的是使问题简单明了，便于讨论。

分析过程：

在这个过程中，根据牛顿第二定律，有F=ma

再根据匀变速直线运动的速度与位移的关系式，有

l

l

把F、l的表达式代入W＝Fl中，可得F做的功

指出：“12

在物理学中就用“12mv2

?

对动能概念做进一步的讨论：

动能的单位：功和能的单位是焦耳，因而动能的单位也是焦耳。

动能是标量：只有大小，没有方向，只能取零或正值，不可取负值。

讨论：当物体的速度发生变化时，它的动能是否一定会发生变化？

分析得出对于一定质量的物体：

如果速度发生了变化，则动能不一定会发生变化的；

如果动能发生了变化，则速度一定会发生变化。

动能是过程量：描述的是物体在某一时刻的运动状态。一定质量的物体在瞬时速度确定时，动能有唯一的确定的值。

动能具有相对性：由于速度是一个与参考系的选取有关的物理量，因此根据动能的表达式可知，动能也是一个与参考系的选取有关的物理量。也就是说，同一个运动物体，对于不同的参考系其动能一般是不同的。在通常情况下都以地面为参考系来计算运动物体的动能大小

在问题的研究中，化繁为简，创立简单的情境，突出问题的主要方面来分析是重要的思想方法。

此外，功与能的变化关系是得出能的表达式的重要分析思路。

动能定理

提出问题：在前面分析动能的表达式中，我们也得到了力做功与物体的动能变化间的关系，但这一关系是基于理想化的物理情境得出的，那么它具有普遍性吗？

分析过程：

把整个过程分成许多小段?li，认为物体在每小段运动中受到多个力的合力是恒力Fi?

每一小段：?Wi=Fi??li

把过程所包涵的每一小段中合力做的功和动能的变化分别相加，W即为整个过程中力做的总功，?Ek即为总的动能的变化。

整个过程：W=Σ?Wi?Ek=Σ?Eki

所以：W=?

由理想化情境得出的结论就可以推广应用于复杂的实际情境，做功与动能的变化关系也就具有了普遍性。这一关系就被称作为动能定理。

归纳小结：

动能定理的内容：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。

表达式可以写成W=Ek2?

并使学生明确：

W是力做的总功，是过程量

如果合力做正功，即W＞０，则Ek2＞Ek1，动能增大，如果合力做负功，即W合＜０，则Ek2＜Ek1，动能减小

Ek1和Ek2分别为初、末状态的动能，分别都是状态量，△Ek=Ek2-Ek1为动能的变化，是过程量。

动能定理是把过程量-做功，和