2.2 動能 動能定理 教學(xué)設(shè)計(jì)　　【教學(xué)內(nèi)容】 　　第二單元第2節(jié)。 　　【教學(xué)目標(biāo)】 　　知識與技能：理解動能的概念，會運(yùn)用動能的公式進(jìn)行計(jì)算；理解動能定理的推導(dǎo)過程；知道不論外力是否為恒力，也不論物體是否做直線運(yùn)動，動能定理都成立；會運(yùn)用動能定理解決力學(xué)問題，掌握運(yùn)用動能定理解題的一般步驟。 　　過程與方法：通過運(yùn)用牛頓第二定律及勻變速直線運(yùn)動的速度位移關(guān)系式推出動能定理的過程，體會和感悟理論探究的研究方法。 　　情感態(tài)度價值觀：通過對動能定理的運(yùn)用，體會物理知識與方法的實(shí)用意義，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣；通過對牛頓第二定律、動能定理適用范圍的分析，體會物理規(guī)律的局限性。 　　【教學(xué)重點(diǎn)】 　　動能定理公式。 　　【教學(xué)難點(diǎn)】 　　動能定理的應(yīng)用。 　　【教學(xué)過程】 　　◆創(chuàng)設(shè)情境──引出課題 　　1．復(fù)習(xí)功的知識 　　（1）如何判斷一個力對物體做不做功？ 　　（2）如何計(jì)算一個力對物體做的功？ 　　2．復(fù)習(xí)回顧初中所學(xué)的能及動能的概念 　?。?）一個物體能對別的物體做功，它就具有能。 　　（2）運(yùn)動的物體能對別的物體做功，它具有的能叫動能。一個物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動的速度越大，具有的動能越大。 　　3．提出問題：如何使不具有動能的物體獲得動能？如何使具有動能物體的動能發(fā)生變化？ 　　◆合作探究──新課學(xué)習(xí) 　　一、動能 　　1．什么是動能？ 　?。?）動能的概念：物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能，常用表示。 　　（2）舉例說明在生活生產(chǎn)中所見到的具有動能的物體： 　　2．動能的大小  　?。?）問題討論：質(zhì)量為m的汽車，受恒定的牽引力F作用，由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)發(fā)生位移s時速度為v，對汽車的這一運(yùn)動過程運(yùn)用牛頓第二定律有：。由勻變速直線運(yùn)動的速度位移關(guān)系式有：，由此式求出a代入前式，可得： 　　 　　式中左邊是這一過程中牽引力對汽車做的功，右邊的，物理學(xué)上稱為物體的動能。此式雖由在恒力牽引力作用下由靜止運(yùn)動的汽車導(dǎo)出的，但對任何物體都適用，可以用來計(jì)算任何物體的動能。 　?。?）動能的大小及單位 　　動能的大小是：。此式說明，物體的動能等于它的質(zhì)量與運(yùn)動速度平方乘積的一半。 　　國際單位制中，若質(zhì)量的單位是kg，速度的單位是m/s，則由此式導(dǎo)出的動能單位就是焦耳，用符號表示就是J， 　?。?）動能是標(biāo)量，只有大小沒有方向。 　?。?）動能的大小與速度大小有關(guān)系，而速度的大小與參考系有關(guān)系，計(jì)算動能時以地面或相對地面不動的物體為參考系來確定速度的大小。 　　◆案例研究──小結(jié)鞏固 　　1．組織同學(xué)討論課本第65頁“思考與討論”，強(qiáng)化對動能定義是的理解。 　　2．課堂練習(xí)課本第67頁“復(fù)習(xí)與鞏固”1。 　　二、動能定理 　　1．提出問題：由以上討論可知，做功可以使不具有動能的物體獲得動能，那怎樣能使具有動能物體的動能發(fā)生改變？ 　　2．推導(dǎo)  　　質(zhì)量為m的汽車，受恒定的牽引力F作用，在水平路面做勻變速直線運(yùn)動，速度由v1變?yōu)関2，發(fā)生位移為s，由公式得，將此式代入得： 　　 　　3．對等式意義的討論 　　（1）等式左邊是汽車牽引力對汽車做的功，右邊是汽車末動能與初動能的差值，即牽引力做引起的動能的增加量。 　　（2）從等式可以看出，在這個問題中，做正功可以增加物體的動能，動能的增加量等于外力做的功；同理可以證明，此式對外力做負(fù)功也成立，此時，物體的動能減少。 　　（3）等式雖是由恒力作用下做勻變速直線運(yùn)動的物體推導(dǎo)出來的，如果外力不是恒力，物體做非勻變速直線運(yùn)動或曲線運(yùn)動，這一等式也成立。 　　4．動能定理 　?。?）內(nèi)容：外力對物體所做的功等于物體動能的增量，用公式表示就是： 　　，也可以表示為： 　　如果物體運(yùn)動中有幾個力做功，等式的左邊應(yīng)是各力的總功，即合力的功或各力功的代數(shù)和。 　?。?）動能定理的應(yīng)用： 　　公式中涉及力、位移、質(zhì)量、初速度、末速度五個物理量，對于物體在外力作用下的一段運(yùn)動過程，如已知上述五個量中的四個，可以用此式求出未知的一個量；如果把左邊的FS當(dāng)成一個整體，可求出外力F對物體做的功；如果把整個右邊做為質(zhì)量，可求出功能的變化量。 　　和運(yùn)用牛頓第二定律求解力學(xué)問題相比，運(yùn)用動能定理不需考慮方向問題，也不要求物體一定做勻變速之直線運(yùn)動。 　?。?）運(yùn)用動能定理分析與求解力學(xué)問題的一般程序 　　分析物體運(yùn)動過程中的受力情況，找出做功的力，計(jì)算出總功或列出總功表達(dá)式；找出物體的初末速度，計(jì)算出動能變化量或列出功能變化量表達(dá)式；由動能定理列出等式；求解出等式中的為質(zhì)量。 　　◆案例研究──鞏固小結(jié) 　　1．講解課本第66頁“例題1”熟悉運(yùn)用動能定理的思路與步驟。 　　2．例3  鉛球運(yùn)動員將質(zhì)量2kg的鉛球由靜止水平推出，鉛球離手是的速度為10m/s，運(yùn)動員推出鉛球過程中對鉛球做的功是多少？ 　　解析：鉛球開始的動能是0，經(jīng)推動離手時獲得了速度，即獲得了動能。由于是水平推出，這一過程中，只有運(yùn)動員的推力做了功，對鉛球運(yùn)用動能定理有： 　　 　　3．例3 課本第67頁“復(fù)習(xí)與鞏固”3。 　　解析：甲乙兩球的初位置及初速度：高度相同，初速度都是零； 　　分析末位置及末速度速度：高度相等，兩球速度都不為零； 　　分析兩球由初位置運(yùn)動到末位置過程中外力做的功：線不伸長，線的拉力與甲球運(yùn)動方向垂直，不做功，又不計(jì)空氣阻力，所以只有重力做正功。對于乙球，由于橡皮筋的伸長形變，拉力對乙球做了負(fù)功，兩球質(zhì)量相等，所以重力的功與甲球相同。 　　運(yùn)用動能定理分析：上述過程中，外力對甲球做的功比對乙球做的功多，兩球質(zhì)量相等，所以甲球在K點(diǎn)的速度比較大，本題選C。 　　◆交流評價──鞏固所學(xué) 　　1．學(xué)生練習(xí)：課本第67頁“復(fù)習(xí)與鞏固”4。 　　2．引導(dǎo)學(xué)生歸納小結(jié)本節(jié)要點(diǎn)。 　　【布置作業(yè)】 　　1．復(fù)習(xí)課文，并書面完成課本第67頁“復(fù)習(xí)與鞏固”2、5。 　　2．撰寫小論文《物體動能的改變》。 　　3．預(yù)習(xí)第3節(jié)。 　　【板書設(shè)計(jì)】  

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