2.2 动能定理 教学设计 -2023-2024学年高一下学期（中职）物理高教版（2021）通用类

教案名称 动能定理 教学基本信息 课程名称 物理（通用类） 课程类型 ○公共基础课○专业基础课○专业核心课○专业拓展课√ 所属学科/专业名称 （专业代码） 物理 机电技术应用 课程性质 ○必修○选修√ 开课年级 一年级 开课时间 学时 2 学生人数 使用教材的名称及出版单位 物理（通用类） 高等教育出版社 教材发展研究所 教学方式 ○线下○线上○线上线下混合式 √ 学情分析 在上一个主题学习中，学生已经了解了做匀变速直线运动的物体的位移、速度、加速度的基本定义和基本关系，也学习了牛顿第二定律，知道了合外力与加速度的关系。在上一节的学习中，学生也掌握了功的计算方法。这些知识为本节课推导动能定理的表达式做了铺垫。 教学目标 1、 理解动能等物理概念，知道动能是自然界中最常见的一种能量形式，知道物体的动能与其质量及速度的关系，了解动能定理能用其解释生产、生活中的相关现象。 2、 了解研究物体动能与其质量及速度关系时，使用的控制变量和比较、归纳的方法。了解定义动能使用的乘积定义法。了解运用牛顿第二定律和匀变速直线运动的位移公式演绎动能定理的方法，增强科学论证的能力。 3、 通过“研究动能与物体质量、速度的关系”演示实验，通过设计并制作风车等实践活动，增强实验观察、操作技能、技术运用、探究设计等核心素养，提高工程思维能力。 教学重点 1、建构动能的概念； 2、了解动能定理及其应用。 教学难点 1、 推导动能定理过程中使用的演绎方法； 2、动能定理的物理意义及应用。 教学环境设计及资源准备 多媒体课件展示系统、由斜面和水平面组成的轨道、小车、木块、橡皮泥、刻度尺等。 设计思想 本节内容跟实际生活联系较大，所以采用教师主导，学生主动参与，积极思考的方式。首先由生活现象入手，引出“动能”；然后通过学生自己的小游戏，引出“动能的影响因素”。接着通过实验去验证动能跟速度、质量的关系，得出动能的表达式，并引出功是动能变化的原因。紧接着利用功去推导动能定理。最后，学以致用，让学生利用这些所学去解决生活现象。 教学环节及主要教学内容 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导 入 新 课 播放打保龄球和水刀视频 （教师引导学生思考：是什么把瓶撞倒？又是什么把球割开？） 教师总结：在斜面上滚下的保龄球将瓶子撞到，加速的水能将石头割开，这都说明了运动的物体具有能量。物体由于运动而具有的能量，称为动能。 那动能的大小和哪些因素有关呢？ 学生认真观看 学生认真思考 动画导入，引人入胜。让学生被本节内容吸引。 带着疑问去学习 讲 授 新 课 1、 动能 （1）观察与体验活动一 找三位男生上台，要求两个体重差不多，而另一个比这两个重或者轻。在表演前，强调安全第一。 第一个小实验：让两个体重差不多的以不同的速度撞向另一个。观察现象，并述说感受。 第二个小实验：让体重一轻一重的同学以相同的速度去撞击另一个同学。观察现象，并述说感受。 在刚才的游戏中，我们发现被撞的同学移动了一定的距离。在初中我们已经学习过，如果一个物体能够对外做功，就说这个物体具有能量。运动的物体具有动能，那动能大小跟哪些因素有关呢？ （2） 观察与体验活动二 那通过刚才的小实验，大家猜想下，动能的大小与哪些因素有关呢？ 为了探究影响动能的因素，也就是一个物理量与多个物理量之间的关系，我们采用控制变量法，研究如下（提前准备好实验器材，如果没有，选择视频播放）： （1）将相同质量的小车放在斜面不同的高度上，由静止释放，让其撞击水平面上完全相同的小木块，观察现象。 （2）将不同质量的小车放在斜面的同一高度上，由静止释放，让其撞击水平面上完全相同的小木块，观察现象。 观看“动能与速度、质量关系的实验” （在这里，教师一定要引导学生思考，（1）中质量相同，高度不同，完全相同的小木块说明我们在研究哪个物理量对动能的影响？（2）在该实验中，我们如何来比较它们动能大小的呢？） 教师总结：通过大量的实验，人们归纳出动能的表达式： 动能是标量、状态量，国际单位是焦耳。 例1、 一个质量为 60 kg 的人以 10 m/s 的速度奔跑，一颗质量为 0.010 kg 的子弹以 800 m/s 的速度射出。人和子弹相比，哪一个的动能大？ 教师总结：动能是由质量和速度共同决定的。不能说质量大动能就大，也不能说速度大动能就大。 2、 动能定理 在上面的实验中，小木块的动能发生了变化是因为小车对它做了功。也就说明研究动能的变化离不开对做功的分析。 如图：光滑水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移L，速度由v1增加到v2。试求这个过程中合外力做的功。 解：根据牛顿第二