《动能和动能定理》【优秀2篇】
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《动能和动能定理》 1
高中物理课堂教学教案 年 月 日
课 题 §5.7 动能和动能定理 课 型 新授课（2课时）
教 学 目 标 知识与技能
1.使学生进一步理解动能的概念，掌握动能的计算式。
2.结合教学，对学生进行探索研究和科学思维能力的训练。
3.理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题。
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，学习运用动能定理分析解决问题的方法。
情感、态度与价值观
通过动能定理的演绎推导。感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣。
教学重点、难点 教学重点
动能定理及其应用。
教学难点
对动能定理的理解和应用。
教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段 教具准备
多媒体、导轨、物块(或小球两个)
教 学 活 动
[新课导入]
师：在前几节我们学过，当力对一个物体做功的时候一定对应于某种能量形式的变化，例如重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化，本节来探究寻找动能的表达式。在本章“1.追寻守恒量”中，已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能，大家先猜想一下动能与什么因素有关？
生：应该与物体的质量和速度有关。
我们现在通过实验粗略验证一下物体的动能与物体的质量和速度有什么样的关系。
(实验演示或举例说明)
让滑块a从光滑的导轨上滑下，与静止的木块月相碰，推动木块做功。
师：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到什么现象？
生：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多。
师：说明什么问题？
生：高度越大，滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外做功的本领越强，说明物体由于运动而具有的能量越多。
师：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到什么现象？
生：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多。
师：说明什么问题？
生：相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以对外做功的本领不同，是因为物体的质量不同，在速度相同的情况下，质量越大，物体对外做功的能力越强，也就是说物体由于运动而具有的能量越多。
师：那么把这个问题总结一下，得出的结论是什么呢？
[新课教学]
[实验探究]
影响小球动能大小的因素有哪些？
准备三个小球，其中两个质量相同，第三个质量大一些让学生回顾初中的实验。
一、动能的表达式
生(回答刚才的问题，总结实验结论)：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。
师：那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢？我们来看这样一个问题。
(投影展示课本例题，学生讨论解决问题，独立完成推导过程)
设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力f的作用下发生一段位移l，速度由vl增大到v2，如图5.7—2所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力f对物体做功的表达式。
(投影展示学生的推导过程，让学生独立完成推导过程)
师：刚才这位同学推导得很好，最好是在推导过程中加上必要的文字说明，这样就更完美了。这个结论说明了什么问题呢？
生：从w= 这个式子可以看出，“ ”很可能是一个具有特定意义的物理量，因为这个物理量在过程终了时和过程开始时的差，正好等于力对物体做的功，所以“ ”就应该是我们寻找的动能的表达式。
师(鼓励)：这位同学总结得非常好，我们都要向他学习，我们在上一节课的实验探究中已经表明，力对初速度为零的物体所做的功与物体速度的平方成正比，这也印证了我们的想法。所以动能应该怎样定义呢？
生：在物理学中就用 这个物理量表示物体的动能，用符号ek表示，ek= .
师：动能是矢量还是标量？
生：动能和所有的能量一样，是标量。
师：国际单位制中，动能的单位是什么？
生：动能的单位和所有能量的单位一样，是焦耳，符号j.
师：1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173 kg，运动速度为7.2 km/s，它的动能是多大？
生：根据计算可以得到我国发射的第一颗人造地球卫星正常运转的动能是4.48x109j
师：为了比较，我们再看这样一个例子；质量为50 kg、运动速度为8m/s的同学在跑步中的动能是多少？
生：通过计算我们可以知道这位同学具有的动能是1.6x103j.
师：如果这些能量全部转化为电能，能够使100w的灯正常工作多长时间？
生：可以使100w的电灯正常工作16s.
师：我们知道，重力势能和弹簧的弹性势能都与相对位置有关，那么动能有没有相对性呢？
生：动能也应该有相对性，它与参考系的选取有关。
师：以后再研究这个问题时，如果不加以特别的说明，都是以地面为参考系来研究问题的。大家再看这样一个例子：父亲和儿子一起溜冰，父亲的质量是60 kg，运动速度为5 m/s，儿子的质量是30 kg，运动速度为8m/s，试问父亲和儿子谁具有的动能大？
生1：当然是父亲的动能大了。
师：你是怎样得出这个结论的呢？
生l：质量大动能就大。
生2：根据计算，儿子的动能要大于父亲的动能。
师(语重心长)：我们计算问题一定不要想当然，这样很容易出现错误，一定要有根据，分析问题要全面。
[课堂训练]
1.质量一定的物体……………( )
a.速度发生变化时，其动能一定变化b.速度发生变化时，其动能不一定变化
c.速度不变时。其动能一定不变 d.动能不变时，其速度一定不变
2.下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是………………( )
a.甲的速度是乙的2倍，乙的质量是甲的2倍
b.甲的质量是乙的2倍，乙的速度是甲的2倍
c.甲的质量是乙的4倍，乙的速度是甲的2倍
d.质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动
参考答案
1. bc 2.cd
二\动能定理
师：有了动能的表达式后，前面我们推出的w＝ ,,就可以写成w＝ek2—ek1= ，其中ek2表示一个过程的末动能 ，ek1表示一个过程的初动能 .
师：上式表明什么问题呢？请你用文字叙述一下。
生：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
师：这个结论叫做动能定理。
师：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的w表示什么意义？
生：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的w表示的意义是合力做的功。
师：那么，动能定理更为一般的叙述方法是什么呢？
生：合力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
师：结合生活实际，举例说明。
生1：上一节课做实验探究物体速度与力做功之间的关系时，曾经采用的一种方法是平衡摩擦力，实际上这时小车受到的橡皮筋的拉力就等于物体所受的合力。
生2：如果物体匀速下落，那么物体的动能没有发生变化，这时合力是零，所以合力做的功就是零。
生3：例如，一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速运动。速度越来越大，动能越来越大。这个过程中是牵引力和阻力都做功，牵引力做正功，阻力做负功，牵引力和阻力的合力做了多少功，飞机的动能就变化了多少。
师：合力做的功应该怎样求解呢？我们经常用什么方法求解合力做的功？
生：合力做功有两种求解方法，一种是先求出物体受到的合力。再求合力做的功，一种方法是先求各个力做功，然后求各个力做功的代数和。
师：刚才我们推导出来的动能定理，我们是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解？
生：当物体受到的力是变力，或者物体的运动轨迹是曲线时，我们仍然采用过去的方法，把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也能得到动能定理。
师：正是因为动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况，所以在解决一些实际问题中才得到了更为广泛的应用。我们下面看一个例题：
投影展示例题，学生分析问题，讨论探究解决问题的方法。
一架喷气式飞机质量为5.0xl03kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3x102m时，速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是
飞机重力的0.02倍。求飞机受到的牵引力。
师：从现在开始我们要逐步掌握用能量的观点分析问题。就这个问题而言。我们已知的条件是什么？
生：已知初末速度，初速度为零，而末速度为v=60m/s，还知道物体受到的阻力是重力的0.02倍。
师：我们要分析这类问题，应该从什么地方人手呢？
生：还是应该从受力分析人手。这个飞机受力比较简单，竖直方向的重力和地面对它的支持力合力为零，水平方向上受到飞机牵引力和阻力。
师：分析受力的目的在我们以前解决问题时往往是为了求物体的加速度，而现在进行受力分析的目的是什么呢？
生：目的是为了求合力做的功，根据物体合力做的功，我们就可以求解物体受到的牵引力。
师：请同学们把具体的解答过程写出来。
投影展示学生的解答过程，帮助能力较差的学生完成解题过程。
解题过程参考
师：用动能定理和我们以前解决这类问题的方法相比较，动能定理的优点在哪里呢？
生1：动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便。
生2：动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿运动解决这样一类问题非常困难。
师：下面大家总结一下用动能定理解决问题的一般步骤。
(投影展示学生的解决问题的步骤，指出不足，完善问题)
参考步骤
用动能定理解题的一般步骤：
1.明确研究对象、研究过程，找出初末状态的速度情况。
2.要对物体进行正确的受力分析，明确各个力的做功大小及正负情况。
3.明确初末状态的动能。
4.由动能定理列方程求解，并对结果进行讨论。
师：刚才这位同学分析得很好，我们现在再看例题2.
投影展示例题2
一辆质量为m，速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l后停下来，试求汽车受到的阻力。
师：这个问题和上一个问题的不同之处在哪里？
生1：首先是运动状态变化的情况不同，上一个问题中飞机是从静止开始加速运动的，是初速度为零的加速运动，而这个问题中汽车是具有一个水平方向的初速度，速度逐渐减小的一个减速运动，最终的速度为零。
生2：两个物体受力是不相同的，飞机受到的合力的方向和运动方向相同，而汽车受到的合力方向和运动方向相反。
生3：它们的动能变化情况也不相同，飞机的动能是增加的，而汽车的动能是减小的。
师：这也说明一个问题，在应用动能定理时我们应该注意到，外力做功可正可负。如果外力做正功，物体的动能增加；外力做负功，物体的动能减少。现在大家把这个问题的具体的解答过程写出来。
(投影展示学生的解答过程，指导学生正确的书写解答过程)
参考解答过程
师：通过以前的学习我们知道，做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程。在上面的例题中，阻力做功，汽车的动能到哪里去了？
生：汽车的动能在汽车与地面的摩擦过程中转化成内能，以热的形式表现出来，使汽车与地面间的接触面温度升高。
[小结]
本节课的内容是高中物理的一个重中之重，是高考中必考的内容之一，并且所占的比重非常大，所以要引起老师和学生的高度重视。本节连同下一节内容(机械能守恒定律)是用能量观点解决问题的重要组成部分，这两节课后可以加适当的习题课加以巩固，也可以在本节课后就加一节习题课。本节课的内容不是十分复杂，在用牛顿定律推导动能定理时学生一般都能够自己推导，要放开让学生自己推导，以便学生对动能定理的进一步认识。
动能定理的应用当然是这一节课的一个关键，这节课不可能让学生一下子就能够掌握应用这个定理解决问题的全部方法，而应该教给学生最基本的分析方法，而这个最基本分析方法的形成可以根据例题来逐步让学生自己体会，这两个例题不难，但是很有代表性，分两种情况从不同角度分析合力做功等于动能的变化，一次是合力做正功，物体动能增加；一次是合力对物体做负功，物体动能减少。可以在这两个题目的基础上，根据学生的实际情况再增加一些难度相对较大的题目以供水平较高的学生选用。但是这节课的主流还是以基础为主，不能本末倒置。 学 生 活 动
作 业 [布置作业]
教材21页问题与练习1，2，3，4，5.
板 书 设 计 5.7 动能和动能定理
动能的表达式
1.推导过程
2.动能的表达式
3.动能的单位和标矢性
4.ek= .
动能定理
1.内容：合力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
2.公式表示；w合＝△ek
3.例题：分析
教
学
后
记
《动能和动能定理》 2
一、教学目标
1.知识和技能：
⑴理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算；
⑵理解动能定理及其推导过程；
⑶知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算。
2.过程和方法：
⑴体验实验与理论探索相结合的探究过程。
⑵培养学生演绎推理的能力。
⑶培养学生的创造能力和创造性思维。
3.情感、态度和价值观：
⑴激发学生对物理问题进行理论探究的兴趣。
⑵激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣，会选择用最优的方法处理问题。
二、设计思路
动能定理是力学中一条重要规律，它反映了外力对物体所做的总功跟物体动能改变的关系，动能定理贯穿在本章以后的内容中，是本章的教学重点。学习掌握它，对解决力学问题，尤其是变力做功，时间未知情况下的问题有很大的方便。
本课--的过程为：
学生通过回忆初中所学的内容和实验引起思考
学生讨论，设计情景，进行理论探讨和论证，找出动能的表达式。
通过对前面探讨过程的深入思考，得出动能定理
通过具体实例，深化对动能和动能定理的理解，突出动能定理的优越性
由于本节内容较多又很重要，建议安排一节习题课，以达到良好的效果。
三、教学重点、难点
1.重点：⑴动能概念的理解；⑵动能定理及其应用。
2.难点：对动能定理的理解。
四、教学资源
斜面、质量不同的滑块、木块等
五、--
教师活动
学生活动
点 评
一、引入新课 【板书】一、动能 提问：在初中我们学过动能的初步知识，那么什么是物体的动能？ 【板书】1、定义：物体由于运动而具有的能量叫动能。 提问：物体的动能大小和哪些因素有关呢？你有什么方法可以证明？ 引导学生重复初中所做得滑块撞击木块的实验。 归纳：物体能够对外做功的本领越大，物体的能量就越大，实验中滑块的质量和速度越大，对外做功的本领越大，说明动能和物体的质量和速度有关。 提问：那么，到底如何定量的来表示动能呢？过渡：上一节课我们研究了做功和物体速度变化的关系，两者之间有什么关系？提问：那么比例� 求做功和速度变化的关系？ 选择学生的答案，投影学生的解答过程，归纳，总结。 根据牛顿第二定律： ……① 根据运动学公式： …② 外力f做功： …………③ 由①②③得： 思考：外力做功引起了什么量的变化？ 归纳：外力f所做的功等于“ ”这个物理量的变化，所以在物理学中就用“ ”这个量表示物体的动能。 二、新课教学 【板书】2、公式： 提问：动能的大小由什么决定？它是标量还是矢量？ 【板书】3、说明： ①动能是标量， 讲解：有了动能的公式，前面的方程就可以写成： 提问：⑴上式的物理意义是什么？ ⑵如果物体受到几个力共同作功，上式是否还成立呢？ 讲解：上式具有普遍意义，是力学中的一条重要规律。 【板书】二、动能定理 1、表述：合外力对物体做的功，等于物体动能的变化。 2、公式： 提问：刚才的推导是在物体受恒力作用，并且做直线运动的情况下得出的。如果物体受到变力作用或物体做曲线运动时，定理是否正确呢？ 【板书】3、动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况。 引导学生看课本例题1。 确定研究对象：飞机 分析研究过程：飞机滑跑过程 分析受力：重力、支持力、牵引力和阻力 分析做功情况：牵引力和阻力做功 分析动能变化：初动能 末动能 根据动能定理列出方程，求解。 思考：如果用牛顿运动定律和运动学公式是否可以求解？ 引导比较两种解法。 引导学生看课本例题2。提问：通过两个例题，你是否可以归纳出应用动能定理解题的步骤？ 【板书】三、应用动能定理解题的步骤 1、 确定研究对象 2、 确定研究过程 3、 分析物体的受力和各力的做功情况 4、 确定初末状态的动能 5、 应用动能定理列方程求解 6、 检验 三、学生练习： 1、物体的速度增大为原来的n倍，动能增大为多少倍？动能增加了多少倍？速度变为原来的 ，动能变为多少？动能变化了多少？质量增加为原来的n倍，动能增大为多少倍？动能增加了多少倍？ （强化动能和速度及质量的关系，辨析动能和动能变化的区别。） 2、子弹以水平速度v射入固定木板深s处，假设子弹在木板中受的阻力是恒定的，那么子弹以 水平射入木板中，射入的深度是多少？子弹以 的初动能射入木板中，射入的深度又是多少？ （强化应用动能定理解题的基本思路和方法） 四、作业： 《问题与练习》第2、3、4、5题 学生回答：物体由于运动而具有的能量叫动能。 学生回答：物体的质量和速度越大，它的动能就越大。 学生上台演示滑块从斜面上滑下：同一滑块，高度越高，滑块把木块推得越远；同一高度，质量越大，滑块把木块推得越远。 学生回答：力对初速度为零的物体所做的功与物体速度的二次方成正比。学生讨论：找出做功和速度平方变化的定量关系。 学生讨论，求解。 学生讨论找出“ ”这个特定意义的物理量。 学生回答：动能的大小由物体的质量和速率决定。学生讨论：动能是标量。 学生回答：动能的单位和功的单位相同。学生讨论：子弹相对飞行员的速度很小，相对动能也就很小。学生回答：做功等于物体动能的变化。学生讨论：可以成立，此时的w应为合外力对物体做的总功。 学生讨论：采用微元法，将物体的运动分解成许多小段，在每一小段上物体受到恒力且做匀速运动，可以得到同样的结论。 学生看书，归纳解题过程。 学生练习用牛顿运动定律和运动学公式求解学生回答：动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，应用比较方便。 学生讨论归纳。 练一练，做一做，想一想 开门见山，直接点题。 在初中所学内容的基础上深入探究，激发学生的学习兴趣。 学生直接参与探究过程，增加感性认识。 深化对前一节课所学内容的理解，激发学生的探究兴趣。 让学生感受理论探究的过程，在学生求解的过程中要适度巡视，加以指导。 应用学生的解答过程，肯定学生的探究过程。让学生体会探究的乐趣和喜悦。 在探究的基础上进一步激发学生的科学思维能力。 通过问题和实际事例，增加学生对知识的感性认识和横向联系，突破教学难点。 紧紧扣住探究过程，再次提出问题，激发学生的研究兴趣和学习热情，发挥学生的主观能动性。 通过学生的思考，和以前所学的思维方法有机结合，突破难点。 学习用理论指导实践的方法，培养细致严谨的科学态度。 通过比较，激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣。通过比较，突出动能定理的优点，增强学生对知识的内化。 强化解题步骤，培养学生科学细致的解题思路和规范。 学生根据所学的知识，当堂巩固，培养应用规律解决问题的能力，加强对知识和规律的理解。同时拓展学生的认知空间。 加深对课堂知识的巩固和理解。