高中物理_第七章 第七节 动能和动能定理教学设计学情分析教材分析课后反思

第四节 动能和动能定理教

授课年级 高一 课题 动能和动能定理

课程类型 新授课 主备人

授课人

使用时间

课程教学目标

（1）知道动能的定义式，能用动能的定义式计算物体的动能；

（2）理解动能定理反映了力对物体做功与物体动能的变化之间的关系；

（3）能够理解动能定理的推导过程，知道动能定理的适用条件； （4）能够应用动能定理解决简单的实际问题。

(5）引导学生运用归纳推导方式推导动能定理的表达式；

（6）引导学生通过对实际问题的分析，对比牛顿运动定律，掌握运用动能定理分析解决问题的方法及其特点。

（7）通过动能定理的归纳推导培养学生对科学研究的兴趣；

课程导学建议

重点难点

【重点】：动能的概念；动能定理的推导和理解。 【难点】：动能定理的理解和应用。

教学建议

动能的概念较为抽象，教学过程中应多联系生活，通过生活中常见的现象帮助学生理解，也能激发和调动学生的学习兴趣。 教学用具

多媒体：PPT 课件 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。 设计过程为：

教

第一层级：设计物理情景，学生

根据学过的知识推导出功与速度的关系。 第二层级：通

过对功与速度关系式的分析，得出动能表达式

第四层级：练习运用动能定理解决问题

第三层级：分析力做功与动能的关系，得出动能定理及其表达式

第一层级：

一、对“动能”的初步认识

展示动态图，进行实验演示。学生观察实验现象分析总结动能大小与什么因素有关？。

二、定量研究动能，寻找动能表达式

情境：如图所示，一个物体的质量为ｍ，初速度为v1，在与运动方向相同的恒力F （不计摩擦阻力）的作用下发生一段位移s ，速度增大到v2，则：

①力F 对物体所做的功多大? ②物体的加速度多大?

③物体的初速、末速、位移之间有什么关系? ④结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子?

三、动能（教师板书并讲解）

（1）“2

2

1mv ”是一个新的物理量

（2）2221mv 是物体末状态的一个物理量，2

12

1mv 是物体初状态的一个物理量。其差值正好等于合力对物体做的功。

（3）物理量2

21mv 定为动能，其符号用E K 表示，即当物体质量为m ，速度为V 时，其动能：E K =2

2

1mv

学生归纳：物体的质量越大、速度越大物体的动能越大。

学生解答：力F 做功：Fl W = …………①

根据牛顿第二定律： ma F =…②

根据运动学公式：

al v v 22122=-……③

由①②③得

：

21222

121mv mv W -=

学生总结：合力的功等于物体动能的变化。

学生运用知识求解

学生通过观察实验现象，增加感性认识。

让学生参与表达式的推导过程，激发学生兴趣。

通过对问题的解答计算进一步理解动能的物理意义，加深对动能概念的理解。

m

m

F

v 1 a

a

F v 2 s

（4）单位焦耳（J ）

（5）动能是标量，同时也是一个状态量 练习：

1、课后练习题1

2、求解具体情境中物体的动能 四、动能定理

有了动能的表达式，前面推出的W= m V 22

/2－m V 12/2就写成W=E K2－E K1

师生讨论 W 、2K E 、1K E 的物理意义，最后得出：力在一个过程中对物体做的功等于物体在该过程中的动能变化。这个结论叫动能定理。

（1）内容：合力在一个过程中对物体做的功等于物体在该过程中的动能变化。 （2）表达式：W=E K2－E K1 学生讨论：

①当合力做正功时，物体动能如何变化？ ②当合力做负功时，物体动能如何变化？ 应用练习

例题：一架喷气式飞机质量为5.0×103㎏，起飞过程中从静止开始滑跑，当位移达到L=5.3×102

m 时，速度达到起飞速度，V=60/s 在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求：飞机受到的牵引力。 （1）该题中叙述飞机的一个什么过程？（教师提问） （2）飞机的初速度多大？末速度多大？做功的位移多大？（教师提问）（3）起飞过程中有几个力？大小方向如何？ （教师提问）

（4）如何求解合力做功？

教师把学生的解答过程展示出来，纠正学生错误解法，

学生总结

①当合力做正功时，物体动能增加。

②当合力做负功时，物体动能减小。

学生回答：飞机的起飞过程。 学生回答：V

初

=0 V

末

=60m/s L=5.0×103m 学生回答：四个力。重力、支持力、牵引力、阻力。其中牵引力和阻力做功。牵引力做正功，阻力做负功。（学生回答，教师可根据不同答

案进行总结）

学生回答：两种方法 ：① W

。

该过程教师引导，适当点拨，师生配合。掌握用动能定理解题的方法。

展示正确求解过程：

本题是否可用牛顿运动定律来解，与上面解法有何不同？（用牛顿运动定律重解例题）

分

= F 合L ② W 分= F 牵L －fL 学生解题并展示解答过程 总结解题步骤

知识总结

教师在学生总结之后根据实际情况总结或部分点评。注意有代表性地收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。

学生先就本节所学内容自

己总结，之后小组交流讨论

学生自己总结所

学内容，

板书设计

第七节 动能和动能定理

一、动能 （1）动能：E K =

2

2

1mv ； （4）单位焦耳（J ）；

（5）动能是标量，也是一个状态量； 二、动能定理

（1）内容：合力在一个过程中对物体做的功等于物体在该过程中的动能变化。 （2）表达式：W=E K2－E K1

（3）①当合力做正功时，物体动能增加。

②当合力做负功时，物体动能减小。 三、应用

恒力、变力：直线、曲线。

学情分析

【基本学情】

通过初中的学习，对功和动能概念已经有了相关的认识，在本节课之前，学生已经学习了牛顿第二定律和运动学公式，具备了处理简单力学问题的能力，通过上节课的实验探究，

W ，学生具备了一定的实验分析能力和归纳总结能认识到做功与物体速度变化的关系2v

力，为本节课的学习做好知识储备和铺垫。

但是，由于本单元对分析、综合和解决实际问题的能力要求很高，不少同学在此感到困惑，疑难较多，主要反映在研究对象的选择和物理过程的分析上，用能的观点来分析物理问题等。

【克服方法】

运用动能定理解题，关键在于深刻理解：什么物体，在什么过程，受什么外力，总功多大，初末状态动能如何。在教学的过程中让上面内容一一分析删繁就简、逐渐深入。

效果分析

这节课主要是帮助学生了解动能的表达式，掌握动能定理的内容，学会简单应用动能定理解决物理问题，体会到应用动能定理研究问题的优越性。总体来说整节课达到了预期的效果

在教学过程中倡导学生学习的自主性、探究性、合作性，让学生主动参与，体验和感悟科学探究的过程和方法，激发他们持久的学习兴趣和求知欲望，并在探究过程中培养自主学习的能力，逐步实现学习方式的转变，使学生逐步养成敢于质疑、善于交流、乐于合作、勇于实践的科学态度。利用多媒体、当堂练习等多种教学手段，充分调动了学生学习的积极性，既不是一味的讲，也不是一味的练。注重了知识的层次性和渐进性，抓住重点，突破难点。

但与自己曾设想的效果还是有一定的差距。

首先，在课堂形式上显得比较单一，和孩子们的互动不是很多，替孩子们回答的较多，在课堂中出现的问题没能够灵活处理，给学困生的鼓励较少。

其次，在知识的讲解上也存在一些问题，比如在新旧知识的衔接上不够灵活。

再次，小组合作学习时间太少，教师指导还不到位，只照顾到个别小组。因此，汇报交流时，个别小组不太积极。

教材分析

《机械能守恒定律》在高考《考试大纲》的“知识内容表”中，共有8个条目，其中“动能、动能定理”，为II等级要求。动能定理是动力学的核心内容之一，用之解决动力学问题具有极大优越性，是常用的解题工具之一。因而在高中的教学中占有相当的地位。

本课时内容主要包括动能和动能定理等两部分，它贯穿于这一章教材，是这一章的重点，也是力学的重点．由于新课标减少了对动量的考察，所以动能定理在力学中的重要性更突出了。课本在讲述动能和动能定理时，没有把二者分开讲述，而是以功能关系为线索，通过恒力做功引人了动能的定义式和动能定理，这样叙述，思路简明，能充分体现功能关系这一线索。

动能定理是高中物理内容中十分重要的内容之一，是中学阶段处理功能问题使用频率最高的物理规律，他对前面研究恒力做功做了一个深入，对变力做功也适用，并为进一步学习机械能守恒打下了基础，因此这一节有承上启下的作用。

评测练习

（学生独立完成以下内容，检测学习效果；教师做适当点拨）

1.(多选）关于对动能的理解，下列说法正确的是（）

A．动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能

B．动能总为正值

C．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化

D．动能不变的物体，一定处于平衡状态

2.（单选）对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是（）

A.速度在改变，动能也在改变

B.速度改变，动能不变

C.速度不变，动能改变

D.动能、速度都不变

3.(单选）下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是( )

A．如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零

B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零

C．物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变化

D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零

4.（多选）一质量为0.1kg的小球，以5m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化和动能变化分别是( )

A．Δv＝10 m/s B．Δv＝0 C．ΔEk＝5 J D．ΔEk＝0

5.（单选）放在光滑水平面上的某物体，在水平恒力F的作用下，由静止开始运动，在其速度由0增加到v和由v增加到2v的两个阶段中，F对物体所做的功之比为( )

A.1∶1

B.1∶2

C.1∶3

D.1∶4

6．（单选）一质量为 m 的小球，用长为 L 的轻绳悬挂于 O 点，小球在水平拉力

F 作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F做的功为（）

A、mgLcosθ

B、mgL(1－cosθ)

C、FLsinθ

D、FL

7.一质为2kg的物体做自由落体运动，经过A点时的速度为10m/s，到达B点时的速度是20m/s，求:(1) 经过A、B两点时的动能分别是多少?

(2) 从A到B动能变化了多少?

(3) 从A到B的过程中重力做了多少功?

8.如图所示，物体沿一曲面从A点无初速滑下，滑至曲面的最低点B时，下滑高度为5 m,若物体的质量为1 kg，到B点时的速度为6 m/s，求物体在下滑过程中克服阻

力所做的功.

9.如图所示，将质量m=2kg的一块石头从离地面H=2m高处由静止开始释放，落

入泥潭并陷入泥中h=5cm深处，

教学反思

１.在课堂上提出的主要问题都必须是在课前精心设计好的，问题要紧扣教学目标，着力于突出重点、突破难点、围绕让学生发展能力、学会学习。问题要有要有代表性，能使学生举一反三、触类旁通。

比如在推导动能定理的教学环节中，设计问题由学过的知识层层递进，逐渐深入。如物体的速度为何发生了变化？采取什么方法表示出位移?=l 如何计算恒力功?=W 功和速度的变化都是由力引起的，它们之间有什么联系吗?你能尝试推导出它们的关系表达式吗？

２.提问的目的和方式要随教学进度灵活变化：复习旧课，抓住新旧知识之间的联系，提出问题，设疑激趣，导入新课；演示实验，列举实例，提出问题，指导学生进行分析和思考；课后总结，深化提升，提出问题，承上启下，使学生回味无穷，增强学生学习的主动性。

3.动能定理的解题步骤必须强调到位。课堂上让学生版演解答过程，用鲜活的实例讲解解题步骤，是学生印象更加深刻。

课标分析

一、课标要求

动能定理是本章教学重点，也是整个力学的重点，《课程标准》要求“探究恒力做功与物体动能变化的关系.理解动能和动能定理，用动能定理解释生活和生产中的现象”。 二、课标分析

新课程注重体现物理学科本质，培养学生物理核心素养。因此，在实际教学中要注重全体学生的发展，改变学科本位的观念，注重科学探究，提倡学习方式的多样化、强调过程和方法的学习，以培养学生的“创新意识、创新精神和实践能力”为根本出发点，激励学生“在教学过程中的主动学习和探究精神”，调动学生学习的主动性、积极性，促进其个性全面健康地发展和情感态度与价值观的自我体现. 三、教学目标

1．理解动能的概念，并能进行相关计算；

2．理解动能定理的物理意义，能进行相关分析与计算； 3．深入理解合W 的物理含义； 4．知道动能定理的解题步骤； 5．掌握恒力作用下动能定理的推导；

6．体会变力作用下动能定理解决问题的优越性；

7．体会“状态的变化量量度复杂过程量”这一物理思想；感受数学语言对物理过程描述的简洁美；

四、教学重点、难点：

重点：对动能公式和动能定理的理解与应用。

难点：通过对动能定理的理解，加深对功、能关系的认识。教学关键点：动能定理的推导