8.3 动能和动能定理 教学设计 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

动能和动能定理 教材分析：本节内容的学习具有承前启后的作用，通过本节课的学习，深化对功的概念的理解，使学生对“功是能量变化的量度”有了进一步的理解，拓展了求功的思路，是推导机械能守恒定律的依据，是本章的关键内容，在整个经典物理学中，动能定理与牛顿运动定律，动量定理一并称为动力学问题的三大支柱，是高考的必考内容。 学情分析：学生在初中对动能有了感性的认识，在高中要定量分析。同时通过前几节内容的学习，学生了解了功与能量变化的密切关系，已初步体会到做功会引起某种能量改变。 教学设计思路：体验实验导入新课→回顾初中知识定性分析动能的影响因素→设计情景理论推导分析→得出动能的表达式→进一步分析推导过程得出动能定理→实例验证动能定理适用曲线运动和变力做功的情况→例题分析体会动能定理相对牛顿运动定律解题的优点 教学目标： （1） 物理观念 1. 理解动能的概念，理解动能的表达式。 2. 理解动能定理 的推导过程，适用范围。 3. 能利用动能定理进行简单的计算。 （2） 科学思维、科学探究 1. 通过实验，探究动能的影响因素，经历动能定义的建立过程。 2. 通过演绎推导动能定理，培养学生的逻辑思维。 3. 通过例题，学生比较动能定理和牛顿运动定律解决动力学问题，体会动能定理解决问题的优越性。 （3） 科学态度与责任 通过演绎推导动能定理，体验成功，培养学生对科学探究的兴趣。 教学重点、难点 重点：动能定理的推导过程 难点：动能定理的理解和应用 学法指导： 1． 通过情景引导学生用已具备的知识去自主的探究，推导，体会，总结归纳新知识、新规律。 2． 通过问题层层深入，让学生一步一步向前探索。 3． 通过实例，让学生用所学知识解决问题，并从中总结出处理问题的方法。 新课过程 （过程一）新课导入：体验实验：扑克牌削黄瓜 感受运动的物体能对外做功，具有能量，这种能量叫动能。生活中还有很多这样的实例，学生举例。引出新课。 板书：7、动能和动能定理 一：动能 1、概念：物体由于运动而具有的能量 （过程二）定性分析动能 提问：为什么高速行驶的汽车具有很大的破坏力？引出探究动能的影响因素的问题 投影初中探究动能影响因素的实验装置图，学生探究动能的影响因素。 、 B 让小球A从斜面某一高度滑下，推动水平面上的木块B运动。A （1） 同一小球A从斜面不同高度滑下，木块B运动滑行的距离。 （2） 不同质量的小球从斜面同一高度滑下，木块B运动滑行的距离。 提问：这个探究实验用了哪两个方法？ 提问：简单叙述实验过程和实验结论？ 结论：质量越大，速度越大，动能越大。 （过程三）探究动能的表达式 引导学生回顾重力势能和弹性势能的表达式探究方法。多媒体显示重力势能和弹性势能表达式探究方法 重力做功→重力势能改变→重力势能表达式 弹力做功→弹性势能改变→弹性势能表达式 做功是能量转化的量度，功与能有密切的关系。引导得出探究动能表达式，对应某力做功 设定情景： 情景一：质量为m的物体在光滑水平面上，受到与运动方向相同的恒力F作用下，发生一段位移L，速度从v1增加到v2. 情景二：质量为m的物体在与运动方向相同的恒力F作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移L，受到摩擦力为f，速度从v1增加为v2 引导：力作用在物体上产生加速度，瞬时对应。在一段位移过程中，作用在物体上的力做功。同时物体在一个过程中有加速度，速度定会变化，即w←F→a→v 同学们在学案上完成情景中力做功与速度的关系。 展示学生学案中的推导过程 情景一： 情景二： 引导学生问答问题（1）观察等式左边，右边分别表现什么，有什么物理意义？ （2）回顾重力势能和重力做功，弹性势能和弹力做功的关系，结合功能关系，引导学生能说出合外力做功等于某种能量的变化？ （3）猜想的物理意义？理由是什么？ 板书：2 动能的表达式 标量，单位： （4）引导学生理解等式 ，归纳出动能定理的内容（要求学生自己说出） 板书二：动能定理 引导学生：等式左边是关于力做功，右边是描述运动过程的物理量速度，能解决动力学问题。 提问：动能定理是物体在受恒定作用下做直线运动推导出来的，那么是否能解决曲线运动和变力做功的问题？引导学生想办法去验证。 结论：动能定理的内容：合外力对物体所做的功，等于物体动能的变化量，这是动能定理。 理解要点：（1）0功是过程量，动能是状态量，动能定理揭示了过程量与状态量变化之间的关系。 （2）合外力做正功，物体的动能增加；合外力做负功，物体的动能减少；合外力不做功或做功总功为零，物体的动能不变。 （3） 动能定理适用于恒力做功，变力做功，直线运动，曲线运动等多种情况。 （过程四）应用 例题：一个质量为2kg的物体，在水平拉力F=10N的作用下，在粗糙水平面上由静止开始运动，动摩擦因素为0.2，运动位移为5m。求物体的末速度大小？ 解：方法一 牛顿运动定律法 ：先求合力N-0.2 再求加速度 最后由 得 方法二 动能定理法 ：先求合外力做功 再由动能定理 得30= 例题总结：动能定理法相比较牛顿运动定律法不需要考虑运动过程中的加速度，直接可以通过整个研究过程合外力做功与动能变化的关系求解。 课堂小结： 1、回顾动能的定义式、动能定理的内容以及表达式 2、 强调动能定理的解题思路，首先明确研究对象，研究过程；再分析合外力做功，找出初末状态的动能，列方程求解。 3、 提醒在求合外力做功时，合外力做功是各个外力所做功的代数合；动能是标量，计算时不用考虑方向，中的v是速度大小。 板书设计： 1、 动能 1、 定义：物体由于运动而具有的能量。 2、 表达式: 2、 动能定理 1、 推导：牛顿第二定律+运动学公式+功的定义 2、 内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量 3、 表达式： 3、 应用 一般思路：确定研究对象、研究过程---算合外力做功--找初末动能--列方程。 注意做功代数和、动能是标量、速度不考虑方向。 学科网（北京）股份有限公司 $