8.3 动能和动能定理 教学设计-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第 3 节 动能和动能定理 授课人 刘淑萍 授课学生 高一学生 课题 8.3 动能和动能定理 教学内容 分析 《动能和动能定理》是人教版普通高中教科书物理必修 2 第八章《机械能守 恒定律》第三节的内容。本节教材是通过与前面学过的重力势能和弹性势能的类 比，进一步推理分析后定义物体的动能 ,并得到动能定理的表达式通过本节的学 习深化学生对功的概念和“功是能量转化的量度”的理解，拓展功的计算方法， 为功能关系处理问题打开了思维通道，从而为机械能守恒定律的学习打下了基础。 因此，本节内容具有承前启后的重要作用。 学情分析 在学习本节内容之前，学生在初中已经学过动能的概念，还学习了功的计算、 重力势能，了解了弹性势能，并对势能的建立过程（某个力的功可以量度某个能 量的变化）有一定的理解。因此为本节课的推导和从合力做功的表达引入动能定 理奠定了基础。 教学目标 1. 物理观念：知道动能的概念，掌握动能表达式，进一步理论推导动能定理表达 式，理解动能定理的物理意义，能用动能定理解释生产生活中的相关现象，解决 一些相关的实际问题。 2. 科学思维：运用理论推理的方法得出动能定理表达式，学会知识间的横向迁移， 形成严谨的科学思维。 3. 科学探究：通过理论探究动能、动能定理的表达式，提高科学推理的能力。 4. 科学态度与责任：通过演绎推导，感受成功的喜悦，培养学习的兴趣。 教学 重难点 1.教学重点：理论探究动能和动能定理的表达式 2.教学难点：会用动能定理解决生产和生活中的实际问题 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 播放穿甲弹击穿 10 层钢板的视频 观看视频 亲身感受告诉 运动的穿甲弹 具有巨大的能 量 讲授新课 一、动能 1、概念：物体由于运动而具有的能叫动能 2、设问：物体的动能与哪些因素有关？ 3、设问：发射穿甲弹时，穿甲弹的动能在如何变化？为什 么？穿甲弹穿过 10 层钢板后动能在如何变化？为什么？ 老师小结：动能变化与力做功有关，为了研究动能变化与 力做功的关系，我们建立了这样的模型： 学生回答：质量 和速度 回答老师的问题 过程一：在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，试寻求这个过程中外力做的功与 v1、 v2的关系？ 设问：1、物体做什么样的运动？加速度是多少？ 2、速度由 v1 增加到 v2 时，物体运动的位移 L 如何 表示？ 3、合力对物体所做的功是多少？ 过程二：在粗糙水平面上质量为 m 的物体，物体所受摩擦 力恒为 f，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 v2增加到 v3，试寻求这个 过程中外力做的功与 v2、v3的关系？ 设问 1、物体做什么样的运动？加速度是多少？ 2、速度由 v1增加到 v2时，物体运动的位移 L 如何表示？ 3、合力对物体所做的功是多少？ 过程三：物块过了 C 点后，在与运动方向相同的大小不变 的力 F 的作用下进入一段水平的光滑的半圆形轨道，到达 D 点时速度为 v4。试寻求 C 到 D 的这个过程中合力做的功与 v3、v4的关系？ 教师小结：合力做的功 W（总功）和末状态 2 2 1 mv 与 初状态 2 2 1 mv 的差值相等，在前面的分析过程中我们知 道力对物体做了功，物体的动能会发生变化，现在通过 学生思考并回答 这三个问题 学生思考并回答 这三个问题 利用微元法得到 合力做的功与 v3、v4的关系？ 在问题的引导 下得到动能变 化与力做功的 关系 亲身感受动能 定理可以适用 于曲线运动、 变力做功的情 况，为下一课 时的学习做铺 垫 以上分析，我们发现力做功的过程中恰好是 2 2 1 mv 这个 量在变，而且 2 2 1 mv 还与物体的动能的特点符合得很好。 基于以上事实： 2 2 1 mv 就这个整体来表示物体的动能。 4、建立概念，归纳规律 ①动能通常用 EK来表示 ② 单位：焦耳，符号：J ③动能是一个状态量，是标量。 二、动能定理 1.内容:合力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个 过程中动能的变化 合力做功是动能变化的原因 例题：若炮弹的质量为 20kg,出膛速度大小为 1000m/s,钢 板的厚度为 10cm,钢板对炮弹的平均阻力不变,大小为 10 7 N,炮弹能够打穿几块这样的钢板？ 三、实验验证动能定理 1、原理： 验证 gh 是否等于1 2 �2 2、实验验证 2 k 2 1 mvE  学生思考并回答 问题 进行实验 帮助学生巩固 动能定理的内 容，让学生初 步了解动能定 理的应用 通过实验验证 动能定理，并 且让学生感受 到动能定理适 用于曲线运动 课堂总结 板书设计 8.3 动能和动能定理 一、动能 1.概念 2、表达式： 21 2k E mv 二、动能定理 1.内容： 2.公式：W=Ek2－Ek1=∆EK 作业设计 完成学案上的课后作业