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

该高中物理教学设计聚焦动能和动能定理核心知识点，通过“人造地球卫星匀速圆周运动中速度与动能变化”的问题导入，关联匀速圆周运动知识，搭建新旧知识衔接的学习支架，引导学生自然进入新课学习。 此资料以核心素养为导向，推导环节结合牛顿第二定律与运动学公式培养科学推理和科学探究能力，典例设计涵盖生活实例（下坡阻力做功）和模型问题（子弹木块系统）落实科学态度与责任，助力学生深化理解与应用，教师使用可高效落实素养目标，提升教学质量。

高中物理人教版必修第二册 第八章《机械能守恒定律》 第3节 动能和动能定理 教学设计 上课班级 上课时间 年 月 日 课时： 节 课题 第3节 动能和动能定理 学习目标 一、物理观念 1．理解动能的概念及动能定理。 2．能够推导动能定理，并能应用动能定理分析求解相关问题。 二、科学思维 1.乘积定义法定义物理量：动能。 2.动能定理中的因果思想。 三、科学探究 能运用牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义。 四、科学态度与责任 应用动能定理进行分析、解释和计算生活和生产中的实际问题。 学习重难点 1.掌握应用动能定理解题的基本思路。 2.应用动能定理进行分析、解释和计算生活和生产中的实际问题。 教学过程 一、新课引入 【想一想】 　人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动的过程中，卫星的速度是否变化，动能是否变化？ 答案　速度变化，动能不变 二、新课内容 推导：质量为 的某物体在光滑水平面上运动，在与运动方向相同的恒力 的作用下发生一段位移 ，速度由 增加到 ，如图所示。 在这个过程中，恒力 做的功 ,根据牛顿第二定律，有 再根据匀变速直线运动的速度与位移的关系式，有 把 、 的表达式代入 中，可得 做的功 。 （一）动能的表达式 1.定义：物体由于运动而具有的能量。 2.表达式： 。 3.单位：与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳，这是因为 。 4.动能是标量。 【典例1】一质量为0.1 kg的小球，以5 m/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，小球碰墙过程中速度的变化为Δv动能的变化为ΔEk。则下列说法正确的是(　　) A．Δv＝10 m/s　 B．Δv＝0 C．ΔEk＝1 J D．ΔEk＝0 AD　[速度是矢量，故Δv＝v2－v1＝5 m/s－(－5 m/s)＝10 m/s。而动能是标量，初末状态的速度大小相等，故动能相等，因此ΔEk＝0，选项A、D正确。] （二）动能定理 1.内容: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。 2.表达式: 。 说明：式中 为合力做的功，它等于各力做功的代数和。 3.适用范围 不仅适用于恒力做功和直线运动，也适用于变力做功和曲线运动的情况。 【典例2】如图所示，某人骑自行车下坡，坡长l＝500 m，坡高h＝8 m，人和车总质量为100 kg，下坡时初速度为4 m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s，g取10 m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为(　　) A.3 800 J B.－3 800 J C.4 200 J D.－4 200 J 答案　B 解析　由动能定理有mgh＋Wf＝m(v2－v)，解得Wf＝－mgh＋m(v2－v)＝－3 800 J，故B正确。 （三）对动能定理的理解及应用 1.对“外力”的两点理解 (1)“外力”指的是合外力，可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其他力，它们可以同时作用，也可以不同时作用。 (2)“外力”既可以是恒力，也可以是变力。 2.公式W合＝ΔEk中“＝”体现的三个关系 【典例3】(多选)如图所示，质量为M的木块静止在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进的距离为L，子弹进入木块的深度为s。若木块对子弹的阻力F视为恒定，则下列关系式中正确的是(　　) A.FL＝Mv2 B.Fs＝mv2 C.Fs＝mv－(M＋m)v2 D.F(L＋s)＝mv－mv2 解析　根据动能定理，对子弹，有－F(L＋s)＝mv2－mv，选项D正确；对木块，有FL＝Mv2，选项A正确；由以上二式可得Fs＝mv－(M＋m)v2，选项C正确，只有选项B错误。 答案　ACD 板书设计 一、动能的表达式 1.定义 2.表达式： 。 3.单位： 。 4.动能是标量。 二、动能定理 1..表达式: 。 2.适用范围：不仅适用于恒力做功和直线运动，也适用于变力做功和曲线运动的情况。 课后作业 1.一物体的速度大小为v0时，其动能为Ek，当它的动能为2Ek时，其速度大小为(　　) A. B．2v0 C.v0 D. 2.一个质量为m的物体以20 m/s的初速度冲上倾角为37°的固定斜面，物块和斜面间动摩擦因数为0.5，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则物体能上滑到的最大高度为(　　) A.100 m B.60 m C.12 m D.20 m 3.从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为(　　) A.2 kg B.1.5 kg C.1 kg D.0.5 kg 4．粗糙的圆弧的半径为0.45 m，有一质量为0.2 kg的物体自最高点A从静止开始下滑到圆弧最低点B。然后沿水平面前进0.4 m到达C点停止。设物体与轨道间的动摩擦因数为0.5(g取10 m/s2)，求： (1)物体到达B点时的速度大小； (2)物体在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功。 1.答案　C 解析　设物体的质量为m，则其动能Ek＝mv02，当动能为2Ek时有，2Ek＝mv′2，解得v′＝v0，故C正确，A、B、D错误． 2.答案　C 解析　由动能定理可知－mgh－μmgcos37°·＝0－mv，解得h＝12 m，C正确。 3.答案　C 解析　画出运动示意图。 设该外力的大小为F，据动能定理知 A→B(上升过程)：－(mg＋F)h＝EkB－EkA B→A(下落过程)：(mg－F)h＝EkA′－EkB′ 整理以上两式并代入数据得mgh＝30 J，解得物体的质量m＝1 kg。选项C正确。 4.[答案]　(1)2 m/s　(2)0.5 J [解析]　(1)对物体进行受力及运动过程分析如图所示。物体从B到C的过程，由动能定理得 －μmgx＝0－mv，解得vB＝2 m/s。 (2)物体从A运动到B的过程，由动能定理得 mgR－WFf＝mv－0，解得WFf＝0.5 J。 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $