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2019-2020年人教版高中物理必修二教案：7-7 動(dòng)能和動(dòng)能定理 【教學(xué)目標(biāo)】 知識(shí)與技能 1、掌握動(dòng)能的表達(dá)式。 2、掌握動(dòng)能定理的表達(dá)式。 3、理解動(dòng)能定理的確切含義，應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問(wèn)題。 【教學(xué)重點(diǎn)】 動(dòng)能定理及其應(yīng)用。 【教學(xué)難點(diǎn)】 對(duì)動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用。 【教學(xué)課時(shí)】 2課時(shí) 【探究學(xué)習(xí)】 （一）引入新課 教師活動(dòng)：通過(guò)上節(jié)課的探究，我們已經(jīng)知道了力對(duì)物體所做的功與速度變化的關(guān)系，那么物體的動(dòng)能應(yīng)該怎樣表達(dá)？力對(duì)物體所做的功與物體的動(dòng)能之間又有什么關(guān)系呢？這節(jié)課我們就來(lái)研究這些問(wèn)題。 （二）進(jìn)行新課 1、動(dòng)能表達(dá)式 教師活動(dòng)：我們?cè)趯W(xué)習(xí)重力勢(shì)能時(shí)，是從哪里開(kāi)始入手進(jìn)行分析的？這對(duì)我們討論動(dòng)能有何啟示？ 學(xué)生活動(dòng)：思考后回答 學(xué)習(xí)重力勢(shì)能時(shí)，是從重力做功開(kāi)始入手分析的。討論動(dòng)能應(yīng)該從力對(duì)物體做的功入手分析。 點(diǎn)評(píng)：通過(guò)知識(shí)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(dòng)：投影：在以下簡(jiǎn)化的情景下求出力對(duì)物體做功的表達(dá)式。 設(shè)物體的質(zhì)量為m，在與運(yùn)動(dòng)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(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，推導(dǎo)出力F對(duì)物體做功的表達(dá)式。 學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上獨(dú)立推導(dǎo)，求出力對(duì)物體做功的表達(dá)式。 教師活動(dòng)：投影學(xué)生的推導(dǎo)過(guò)程。 功的表達(dá)式為： 提出問(wèn)題，教材上說(shuō)“”很可能是一個(gè)具有特殊意義的物理量，為什么這樣說(shuō)？通過(guò)上節(jié)課的探究，是否也印證了你的觀點(diǎn)？ 教師活動(dòng)：聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，幫助總結(jié)。 質(zhì)量為m的物體，以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能為 提出問(wèn)題：動(dòng)能是矢量還是標(biāo)量？國(guó)際單位制中，動(dòng)能的單位是什么？1970年我國(guó)發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為173kg，運(yùn)動(dòng)速度為7.2km/s，它的動(dòng)能是多大？ 學(xué)生活動(dòng)：回答問(wèn)題，并計(jì)算衛(wèi)星的動(dòng)能。 點(diǎn)評(píng)：通過(guò)計(jì)算衛(wèi)星的動(dòng)能，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)讓學(xué)生感受到動(dòng)能這個(gè)概念在生活、科研中的實(shí)際應(yīng)用。促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。 2、動(dòng)能定理 教師活動(dòng)：直接給出動(dòng)能定理的表達(dá)式： 有了動(dòng)能的表達(dá)式后，前面我們推出的，就可以寫(xiě)成 其中表示一個(gè)過(guò)程的末動(dòng)能，表示一個(gè)過(guò)程的初動(dòng)能。 上式表明，力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所作的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。這個(gè)結(jié)論，叫做動(dòng)能定理。 提出問(wèn)題：（1）如果物體受到幾個(gè)力的作用，動(dòng)能定理中的W表示什么意義？結(jié)合生活實(shí)際，舉例說(shuō)明。（2）動(dòng)能定理，我們實(shí)在物體受恒力作用且作直線運(yùn)動(dòng)的情況下推出的。動(dòng)能定理是否可以應(yīng)用于變力作功或物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情況，該怎樣理解？ 學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材，思考問(wèn)題，列舉實(shí)例；選出代表發(fā)表自己的見(jiàn)解。 點(diǎn)評(píng)：通過(guò)學(xué)生閱讀，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力；通過(guò)學(xué)生討論，明確動(dòng)能定理的應(yīng)用范圍。 教師活動(dòng)：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(dòng)：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(dòng)能定理解題的要點(diǎn)、步驟，體會(huì)應(yīng)用動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性。 1、動(dòng)能定理不涉及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間，用它來(lái)處理問(wèn)題要比牛頓定律方便. 2、用動(dòng)能定理解題，必須明確初末動(dòng)能，要分析受力及外力做的總功. 3、要注意：當(dāng)合力對(duì)物體做正功時(shí)，末動(dòng)能大于初動(dòng)能，動(dòng)能增加；當(dāng)合力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，末動(dòng)能小于初動(dòng)能，動(dòng)能減小。 點(diǎn)評(píng)：通過(guò)分析實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行情景分析，加深對(duì)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(píng) 教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)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(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動(dòng)：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(huì)寫(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。 點(diǎn)評(píng)：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(kāi)，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(shí)框架。 （四）實(shí)例探究 對(duì)動(dòng)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(dòng)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(duì)象，對(duì)它的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)能定理得W=WF+WG=△EK =0。取鋼珠停止處所在水平面為重力勢(shì)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(dòng)能為EK，則對(duì)鋼珠的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)能定理得W=WF+WG=△EK =0，進(jìn)一步展開(kāi)為9mgh/8—Ff h/8= —EK，得EK=mgh/4。 點(diǎn)評(píng)：對(duì)第（2）問(wèn)，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(dòng)能EK =11mgh/40。這樣做對(duì)嗎？請(qǐng)思考。