2019-2020年高一物理《動能定理》教學(xué)設(shè)計教案.doc

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2019-2020年高一物理《動能定理》教學(xué)設(shè)計教案 ●本節(jié)教材分析 　　動能定理研究的是質(zhì)點(diǎn)的功能關(guān)系，是本章的重點(diǎn). 　　本節(jié)在講述動能和動能定理時，沒有把二者分開講述，而是以功能關(guān)系為線索，同時引入了動能的定義式和動能定理，這樣敘述，思路簡明，能充分體現(xiàn)功能關(guān)系這一線索，同時考慮到初中已經(jīng)學(xué)過動能的概念，這樣敘述，學(xué)生容易接受. 　　通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生理解動能定理的推導(dǎo)過程.清楚動能定理的適用條件，通過對比分析使學(xué)生體會到應(yīng)用動能定理解題較牛頓運(yùn)動定律與運(yùn)動學(xué)公式解題的不同點(diǎn)：即運(yùn)用動能定理解題由于不涉及物體運(yùn)動過程中的加速度和時間，因此用它來處理問題有時比較方便. ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(biāo) 　　1.理解動能的概念. 　　2.知道動能的定義式，會用動能的定義式進(jìn)行計算. 　　3.理解動能定理及其推導(dǎo)過程，知道動能定理的適用范圍. 二、能力目標(biāo) 　　1.運(yùn)用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動能定理的表達(dá)式. 　　2.理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力. 三、德育目標(biāo) 　　通過動能定理的演繹推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣. ●教學(xué)重點(diǎn) 　　1.動能的概念. 　　2.動能定理及其應(yīng)用. ●教學(xué)難點(diǎn) 　　對動能定理的理解. ●教學(xué)方法 　　推理歸納法、講授法、電教法. ●教學(xué)用具 　　投影片、CAI課件、導(dǎo)軌、物塊(或小球兩個). ●教學(xué)過程 　　用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo). 　　1.理解動能的概念，會用動能的定義式進(jìn)行計算. 　　2.理解動能定理及其推導(dǎo)過程. 　　3.知道動能定理的適用條件，會用動能定理進(jìn)行計算. 學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程. 一、引入新課 　　1.問：什么是物體的動能?物體的動能與什么因素有關(guān)? 　　2.學(xué)生答： 　　物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能； 　　物體的動能跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān)系. 　　3.引入 　　那么，物體的動能跟物體的質(zhì)量速度有什么關(guān)系呢?本節(jié)課我們來研究這個問題. 　?。郯鍟n題：動能、動能定理］ 二、新課教學(xué) (一)1.演示實(shí)驗(yàn)：(可利用媒體資料中的動畫) 　?、俳榻B實(shí)驗(yàn)裝置：讓滑塊A從光滑的導(dǎo)軌上滑下，與木塊B相碰，推動木塊做功. 　?、谘菔静⒂^察現(xiàn)象 　　a.讓同一滑塊從不同的高度滑下，可以看到：高度大時滑塊把木塊推得遠(yuǎn)，對木塊做的功多. 　　b.讓質(zhì)量不同的滑塊從同一高度滑下，可以看到：質(zhì)量大的滑塊把木塊推得遠(yuǎn)，對木塊做的功多. 　　③從功能關(guān)系定性分析得到： 　　物體的質(zhì)量越大，速度越大，它的動能就越大.那么動能與物體的質(zhì)量和速度之間有什么定量關(guān)系呢? (二)1.用投影片出示下列思考題： 　　一架飛機(jī)在牽引力的作用下(不計阻力)，在起飛跑道上加速運(yùn)動，速度越來越大，問： 　?、亠w機(jī)的動能如何變化?為什么? 　?、陲w機(jī)的動能變化的原因是什么? 　　③牽引力對飛機(jī)所做的功與飛機(jī)動能的變化之間有什么關(guān)系? 　　2.學(xué)生討論并回答 　?、僭谄痫w過程中，飛機(jī)的動能越來越大，因?yàn)轱w機(jī)的速度在不斷增大. 　?、谟捎跔恳︼w機(jī)做功，導(dǎo)致飛機(jī)的動能不斷增大. 　?、蹞?jù)功能關(guān)系：牽引力做了多少功，飛機(jī)的動能就增大多少. 　　3.滲透研究方法：由于牽引力所做的功和動能變化之間的等量關(guān)系，我們可以根據(jù)做功的多少，來定量地確定動能. 　　4.出示思考題二： 　　如圖所示，一個物體的質(zhì)量為ｍ，初速度為ｖ１，在與運(yùn)動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移s，速度增大到ｖ 2 ，則： 　　①力F對物體所做的功多大?(W＝Fs) 　?、谖矬w的加速度多大?a＝ 　　③物體的初速、末速、位移之間有什么關(guān)系? 　?、芙Y(jié)合上述三式你能綜合推導(dǎo)得到什么樣的式子? 　　⑤在學(xué)生推導(dǎo)的過程中挑選并在實(shí)物投影儀上評析： 　?、掎槍W(xué)生推理得到的表達(dá)式，教師分析概括：合力F所做的功等于 這個物理量的變化；又據(jù)功能關(guān)系，F(xiàn)所做的功等于物體動能的變化，所以在物理學(xué)中就用 這個量表示物體的動能. 　?、咧v述動能的有關(guān)問題： 　　a.物體的動能等于物體質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半. 　　b.公式E ｋ ＝ 　　c.動能是標(biāo)量 　?。?動能的單位：焦(J) (三)動能定理 　　1.我們用E ｋ 來表示物體的動能，那么剛才得到的表達(dá)式可以改寫為：W＝E ｋ 2 －E ｋ 1 　　2.學(xué)生敘述上式中各個字母所表示的物理量： 合力對物體所做的功； 物體的末動能； 物體的初動能. 　　3.請學(xué)生用語言把上式表達(dá)式敘述出來. 　　合力對物體所做的功等于物體動能的變化. 　　4.教師總結(jié) 　　通過剛才的分析討論：我們知道合力所做的功等于物體動能的變化，這個結(jié)論叫做動能定理. 　　5.討論 　?、佼?dāng)合力對物體做正功時，物體動能如何變化? 　　②當(dāng)合力對物體做負(fù)功時，物體動能如何變化? 學(xué)生答： 　　當(dāng)合力對物體做正功時，末動能大于初動能，動能增加； 　　當(dāng)合力對物體做負(fù)功時，末動能小于初動能，動能減少. 　　6.教師講解動能定理的適用條件 　　動能定理既適合于恒力做功，也適合于變力做功，既適用于直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動. (四)動能定理的應(yīng)用 　　1.用多媒體出示下列例題，并用CAI課件模擬題中的物理情景： 　　一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量ｍ＝5103 kg，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s＝5.3102ｍ時，達(dá)到起飛速度ｖ＝60ｍ/s，在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飛機(jī)受到的牽引力. 　　注意：不要限制學(xué)生的解題思路 　　2.學(xué)生解答上述問題 　　3.抽查有代表性的解法在實(shí)物投影儀上展示： 　　解法一：以飛機(jī)為研究對象，它做勻加速直線運(yùn)動受到重力、支持力、牽引力和阻力作用. 　　 　　解法二：以飛機(jī)為研究對象，它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用，這四個力做的功分別為W Ｇ ＝０，W 支 ＝０，W 牽 ＝Fs，W 阻 ＝－ｋｍｇs.據(jù)動能定理得：Fs-kmgs= 代入數(shù)據(jù)，解得F＝1.9104 Ｎ 　　4.教師講：上邊兩種解法分別是：解法一是用牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動的公式求解的，而解法二是用動能定理求解的，那么同學(xué)們比較一下，這兩種解法有什么區(qū)別呢? 　　5.學(xué)生討論比較后得到： 　　解法一采用牛頓運(yùn)動定律和勻變速直線運(yùn)動的公式求解，要假定牽引力是恒力，而實(shí)際中牽引力不一定是恒力. 　　解法二采用動能定理求解.因?yàn)閯幽芏ɡ磉m用于變力，用它可以處理牽引力是變力的情況. 　　而且運(yùn)用動能定理解題不涉及物體運(yùn)動過程中的加速度和時間，因?yàn)橛盟鼇硖幚韱栴}時比較方便. 　　6.學(xué)生閱讀課文例題的解答過程，概括用動能定理解題的方法和步驟. 　　學(xué)生：①確定研究對象 　　　　?、诜治鑫矬w的受力情況，明確各個力是否做功，做正功還是做負(fù)功，進(jìn)而明確合外力的功. 　　　　　③明確物體在始末狀態(tài)的動能. 　　　　?、芨鶕?jù)動能定理列方程求解. 三、鞏固練習(xí) 　　1.改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生改變，在下列情況下，汽車的動能各是原來的幾倍. 　　a.質(zhì)量不變，速度增大到原來的2倍. 　　b.速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍. 　　c.質(zhì)量減半，速度增大到原來的4倍. 　　ｄ.速度減半，質(zhì)量增大到原來的4倍. 　　2.以大小相等的速度分別向豎直方向和水平方向拋出兩個質(zhì)量相等的物體，拋出時兩個物體的動能是否相同?動量是否相同? 　　3.質(zhì)量10 ｇ，以0.8 km/s飛行的子彈，質(zhì)量60 kg，以10 ｍ/s的速度奔跑的運(yùn)動員，二者相比，哪一個的動能大?哪一個的動量大? 參考答案： 　　1.a.動能是原來的4倍. b.動能是原來的2倍. 　　 c.動能是原來的8倍. ｄ.動能等于原來的動能. 　　2.動能相同，動量不相同. 　　3.子彈的動能大，運(yùn)動員的動量大 四、小結(jié) 　　1.物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能，動能可用E ｋ 來表示，物體的動能等于物體的質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半( ) 　　2.動能是標(biāo)量，狀態(tài)量. 　　3.動能定理是根據(jù)牛頓第二定律F＝ｍa和運(yùn)動學(xué)公式 推導(dǎo)出來的. 　　4.動能定理中所說的外力，既可以是重力、彈力、摩擦力、也可以是任何其他的力，動能定理中的W是指所有作用在物體上的外力的合力的功. 　　5.動能定理的表達(dá)式雖是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動的情況下得出的，但對于外力是變力，物體做曲線運(yùn)動的情況同樣適用. 五、作業(yè) 六、板書設(shè)計 習(xí)題精選 測試一 1、 一個人站在陽臺上，從陽臺邊緣以相同的速率v 0 分別把三個質(zhì)量相同的球豎直上拋、豎直下拋、水平拋出，不計空氣阻力，則三球拋出時的動能( ) 　　A、上拋球最大　　B、下拋球最大 　　C、平拋球最大　　D、三球一樣大 2、 在光滑的地板上，用水平拉力分別使兩個物塊由靜止獲得相同的動能，那么可以肯定 （ ） 　　A、水平拉力相等 　　B、兩物塊質(zhì)量相等 　　C、兩物塊速度變化相等 　　D、水平拉力對兩物塊做功相等 3、 兩個物體A、B的質(zhì)量之比為m A ：m B =2 ：1，二者動能相同，它們和水平桌面的動摩擦因數(shù)相同，則二者在桌面上滑行到停止經(jīng)過的距離之比為（ ） 　　A、 s A ：s B =2 ：1　　B、s A ：s B =1 ：2 　　C、 s A ：s B =4 ：1　　D、s A ：s B =1 ：4 4、一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m，這時物體的速度為2m/s，則下列說法中錯誤的是( )〔g取10m/s2〕 　　A、手對物體做功12J； B、合外力對物體做功12J； 　　C、合外力對物體做功2J； D、物體克服重力做功10J、 5、質(zhì)量為 m的物體，在沿斜面方向恒力F 的作用下，沿粗糙的斜面勻速地由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，物體上升的高度為h ，如圖所示，則運(yùn)動過程中( ) 　　A、物體所受各力的合力做功為零 　　B、物體所受合力做功為mgh 　　C、恒力F與摩擦力的合力做功為零 　　D、以上說法都不對 6、 下列說法中正確的是 （ ） 　　A、運(yùn)動的物體動能不變，該物體所受的合外力必定為零 　　B、運(yùn)動的物體動能不變，該物體所受的合外力一定不為零 　　C、物體做變速運(yùn)動，其動能必變化 　　D、物體做變速運(yùn)動，其動能可能不變 7、 從地面豎直上拋一質(zhì)量為0、4kg的球，若不計空氣阻力，球經(jīng)4s落回地面，則拋出時人對球做的功為 ( ) 　　A、80J　　B、160J　　C、40J　　D、120J 8、 在粗糙水平地面上，使一物體由靜止開始運(yùn)動，第一次用斜向上的拉力，第二次用斜向下的推力，兩次的作用力大小相等，力與水平方向的夾角也相等、物體的位移也相等、則，這兩種情況下：( ) 　　A、拉力和推力做功相等，物體末速度相等 　　B、拉力和推力做功相等，物體末速度不等 　　C、拉力和推力做功不等，物體末動能相等 　　D、拉力和推力做功不等，物體末動能不等 ９、下列說法中正確的時（　　） 　　A、 動量相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動能大 　　B、 動量相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動能小 　　C、 動能相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動量大 　　D、 動能相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動量小 10、 水平面上的一個質(zhì)量為m的物體，在一水平恒力F作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過位移s后撤去F，又經(jīng)過位移2s后物體停了下來，則物體受到的阻力大小應(yīng)是( ) 　　A、 　　B、2F　　C、 　　D、3F 11、 一個物體靜置在光滑水平面上，在一個恒力作用下物體沿直線運(yùn)動、如圖各圖象中能正確描述這個過程的可能是 （ ） 12、 質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動員，在高為h的跳臺上以速度v 1 跳起，落入水時的速度為v 2 ，則跳水運(yùn)動員跳起時做的功為________，入水前克服空氣阻力做的功為 . 13、質(zhì)量為 的物體由 圓弧軌道頂端從靜止開始釋放，如圖所示， A為軌道最低點(diǎn)，A與圓心O在同一豎直線上，已知圓弧軌道半徑為R，運(yùn)動到A點(diǎn)時，物體對軌道的壓力大小為2、5 ，求此過程中物體克服摩擦力做的功。（提示：此過程重力做功為mgR） 14、 木塊在水平恒定拉力F的作用下，在水平路面上由靜止出發(fā)前進(jìn)了距離s，隨即撤去F，木塊沿原方向前進(jìn)了2s而停止、設(shè)木塊在全程路面上運(yùn)動情況相同，求木塊在上述運(yùn)動全過程中的最大動能等于多少、（用分?jǐn)?shù)表示） 15、質(zhì)量為m的小球從離泥塘高H處由靜止落下，不計空氣阻力，落在泥塘上又深入泥塘 后停止，如圖所示 ，求小球在泥塘中運(yùn)動時所受平均阻力多大? 測試一參考答案 　　1、D　2、D　3、B　4、B　5、A　6、D　7、A　8、B　９、B C　10、C　11、C D　 　　12、 　　13、 　　14、 15、 測試二 　　1、一質(zhì)量為１kg的物體被人用手由靜止向上提升１ｍ，這時物體的速度是2 ｍ/s，則下列說法正確的是 　　A.手對物體做功12J 　　B.合外力對物體做功12 J 　　C.合外力對物體做功2 J 　　D.物體克服重力做功10 J 2、質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下從靜止開始做直線運(yùn)動，則此質(zhì)點(diǎn)任一時刻的動能 　　A.與它通過的位移s成正比 　　B.與它通過的位移的平方成正比 　　C.與它運(yùn)動的時間ｔ成正比 　　D.與它運(yùn)動的時間的平方成正比 3、靜止在光滑水平面上的物體，在水平力F的作用下產(chǎn)生位移s，而獲得速度ｖ，若水平面不光滑，物體運(yùn)動時受到的摩擦力為F/ｎ（ｎ是大于1的常數(shù)），仍要使物體由靜止出發(fā)通過位移s而獲得速度ｖ，則水平力為 　　A. 　　B. 　　C.nF　　　　D.(n+1)F 4、物體在水平恒力作用下，在水平面上由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)位移為s時撤去F，物體繼續(xù)前進(jìn)3 s后停止運(yùn)動，若路面情況相同，則物體的摩擦力和最大動能是 　　A. 　　B. 　　C. 　　 D. 5、.用豎直向上的恒力將一個質(zhì)量為ｍ的物體從靜止開始向上提起，經(jīng)過時間ｔ１物體上升到ｈ１，經(jīng)過時間ｔ 2 物體上升到ｈ 2 ，那么 　　A.恒力F在(t2－t 1 )時間內(nèi)平均功率為 　　B.恒力F在t 2 時間內(nèi)做功為 　　C.物體在（t 2 －t 1 ）時間內(nèi)動能改變了 　　D.物體在t 2 時間內(nèi)動能改變了 6.汽車在拱型橋上由A勻速率地運(yùn)動到B，下列說法中正確的是 　　 　　A.牽引力與摩擦力做的功相等 　　B.牽引力和重力做的功大于摩擦力做的功 　　C.合外力對汽車不做功 　　D.重力做功的功率不變 7、動量大小相等的兩個物體，其質(zhì)量之比為2：3，則其動能之比為（ ） 　　A．2：3　　　B．3：4 　　C．4：9　　　D．9：4 8、如圖所示，一足夠長的木塊在光滑的水平面上以速度v勻速運(yùn)動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的小木塊豎直向下輕輕地放在木板的P處．已知物塊m與木板間的摩擦系數(shù)為 ，為保持木板的速度不變，從物塊m放到木板上到它相對木板靜止的過程中，對木板施一水平向右的作用力F，力F要對木板做功，做功的數(shù)值可能為（ ） 　　A． B． C． D．2 9、如圖所示，在一塊水平放置的光滑板面中心開一小孔O，穿過一根細(xì)繩，細(xì)繩的一端用力F向下拉，另一端系一小球，現(xiàn)在開始緩慢增大拉力F，使小球運(yùn)動半徑逐漸減小，若已知拉力變?yōu)?F，小球運(yùn)動半徑恰好減為 ，在此過程中，繩拉力對小球所做的功為（ ） 　　A．4Fr　　B． 　　C． 　　D． 10、一質(zhì)量為m的小球系在一根長為L的細(xì)繩的一端，在細(xì)繩的作用下，沿著豎直平面做圓周運(yùn)動，球在最高點(diǎn)，細(xì)繩的拉力為 ；球在最低點(diǎn)時，細(xì)繩的拉力為 ；則球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的動能分別為 11、如圖所示，A、B是位于水平桌面上的兩個質(zhì)量相等的小木塊，高墻壁的距離分別為L和l，與桌面間的摩擦系數(shù)分別為 和 ，今給A以某一初速度，使之從桌面的右端向左運(yùn)動，假定A、B之間、B與墻壁之間碰撞時間極短，且碰撞中無動能損失，若要使木塊A最終不會從桌面上掉下來，則A的初速度最大不能超過_____． 12、一顆子彈速度為ｖ時，剛好打穿一塊鋼板，那么速度為2ｖ時，可打穿_____塊同樣的鋼板，要打穿ｎ塊同樣的鋼板，子彈速度應(yīng)為_____. 參考答案 　　1、ACD　2、AD　3、A　4、D　5、D　6、C　7、B　8、C　9、B 　　10、 　　11、 　　12、4；