教师活动

学生活动

设计意图

备注

新

课

导

入

第一步：视频导入 

利用投影展示惊涛拍岸与龙卷风的视频片断。

第二步：教师启发

教师：汹涌的波涛能冲击堤岸，龙卷风能拔起大树。这说明运动的物体可以做功，运动的物体也具有能量。请同学们讨论，生活中还有哪些现象反映运动的物体具有能量？

教师：在初中物理的学习中，我们已经学习了由物体运动而具有的一种能量叫做什么能呢？

学生观察、自主思考。

学生积极思考、讨论思考并回答：奔驰的汽车、滚动的足球、摆动的树枝、投出的篮球等运动的物体都具有能量。

学生聆听，回忆初中物理知识。

让学生感受运动的物体具有能量。

让学生积极参与课堂教学。

启发学生回顾“动能”的概念。

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教师：物理学中把物体由于运动而具有的能量叫做动能。

教师：人类很早就利用风的动能推动帆船前进，利用水的动能驱动水车，现在我们能更有效地利用风和水流的动能来发电。那么物体的动能大小跟哪些因素有关呢？

提问：在初中物理的学习中，我们已经学习了动能的大小与什么因素有关？

问题：动能到底跟质量和速度有什么定量的关系呢？动能的表达式是怎样的，能否得到一个简单公式，来计算物体的动能呢？

推导：设一个物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F（合外力）的作用下发生一段位移x，速度由v₁增大到v₂．试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式．

解：根据牛顿第二定律得:

          F=ma

由匀加速运动公式:，

把F、x的表达式代入W＝Fx，

可得F做的功:

可以看出，这是一个功能关系。

【动能的理解应用】

教师：它就是物体的动能，用E_K表示，即

物体的动能等于物体质量与物体速度大小的二次方乘积的一半。

讲授：动能是标量，动能与物体的质量和速度大小有关，与速度方向无关。

动能的单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳。      

1J=1kg·m²/s²=1N·m

动能具有瞬时性，是状态量，v是瞬时速度。

例1 质量为4kg的物体做自由落体运动，求物体在第1 s末、第2 s末的动能分别是多少？（g=10m/s²）

解：设物体在t₁=1 s末和t₂=2   s末的速度分别为v₁和v_2.

由自由落体运动速度计算公式得：

v_1=gt₁

v_2=gt₂

物体在t₁=1 s末和t₂=2   s末的动能分别为E_K1和E_K2.

      由动能计算公式得：

代入数据得：

        E_K1=200J

E_K2=800J

即物体在第1 s末、第2   s末的动能分别为200J和800J。

【动能定理的理解应用】

E_k2表示末动能      ,   

E_k1表示初动能      .

上式表明什么问题呢?

教师： 做功总是与能量的变化密切相关，做功的过程就是能量变化的过程。

    合外力所做的功等于物体动能的变化. 这一关系称为动能定理.

用ΔE_k表示动能的该变量E_k2—E_k1，则

W=ΔE_k

讲授：1、动能定理的普适性：对任何过程的恒力、变力；匀变速、非匀变速； 直线运动、曲线运动；运动全程、运动过程某一阶段或瞬间过程都能运用；（只要不涉及加速度和时间，就可考虑用动能定理解决动力学问题）

2、动能定理的研究对象一般是一个物体，也可以是几个物体组成的系统。

3、动能定理的表达式是标量式，遵循代数运算。

4、对状态与过程关系的理解：

（1）.功是过程量，动能是状态量。

（2）动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。（涉及一个过程两个状态）

（3）动能定理反映做功的过程是能量转化的过程。等式的左边为合外力所做的功（或各个分力做功的代数和），等式右边为动能的变化，指末动能E_K2与初动能E_K1之差。

5、当合外力做正功时，W>0，故 △E_K>0，即E_K2>E_K1,动能增加；当合外力做负功时，W<0，故△Ek<0 ， 即E_K2<E_K1，动能减少。

例2 一架喷气式飞机，质量m=5.0×10³kg，起飞过程中从静止开始直线滑跑.当位移达到x=530 m时，速度达到起飞速度v=60 m/s.在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍.求飞机受到的牵引力F.（g=10m/s²）

解法一：以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，做匀加速直线运动。

由牛顿第二定律得：

F-kmg=ma 

由匀变速直线运动公式v²=2ax

代入数据解得

F≈1.8×10⁴N

飞机受到的牵引力约为1.8×10⁴N.

（F-kmg）x =

代入数据解得

F≈1.8×10⁴N

飞机受到的牵引力约为1.8×10⁴N.

教师：解法一是用牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解，解法二是用动能定理求解，那么同学们比较一下，这两种解法有什么区别呢?

通过例2的讲解，现在归纳动能定理的解题步骤：

(1)确定研究对象；

(2)分析物体的受力情况，明确各个力是否做功，做正功还是做负功，从而确定合外力做的功；

(3)明确物体初末状态的动能；

(4)根据动能定理列方程求解.

学生聆听

学生回顾并回答

质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。

学生观察、自主思考。

学生在教师的示范下推导。

思考讨论分析

学生答：这个物理量是动能。

勾画笔记，理解记忆动能概念和表达式。

学生听课，书写笔记。

学生应用动能表达式计算物体动能。

学生听课，看教师示范解题过程。

学生聆听

学生在教师引导下理解动能定理。

学生听课，书写笔记。

学生应用动能定理解题。

学生听课，看教师示范解题过程。

学生讨论比较后得到：动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题时比较方便.

学生听课，书写笔记。

回顾初中知识，使学生记忆知识发生迁移。

让学生实验探究。

让学生在验证猜想过程中学会研究物理的归纳推理方法。

培养学生演绎变换推导探究过程中获取知识、处理数据的能力。

激发学生知识联想探索

加深学生对知识的理解巩固。

加深学生对知识的应用掌握。

学习物理计算题规范解题过程。

加深学生对知识的应用掌握。

加深学生对动能定理的理解。

加深学生对动能定理的理解。

加深学生对动能定理的应用。

学习物理计算题规范解题过程。

培养学生对比分析总结归纳能力。

加深学生对动能定理的掌握。

板书：4.4动能   动能定理

板书：一、动能

（1）定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能.

副板书：推导过程

板书：

（2）表达式：

（3）单位：焦耳 符号：J

1J=1kg·m²/s²=1N·m

（4）标量（动能与物体的质量和速度大小有关，与速度方向无关.）

副板书：例1解题过程

板书：

二、动能定理

1.内容：合外力所做的功等于物体动能的变化.

2.表达式：W=ΔE_k或

3对动能定理的理解：

（1）动能定理的普适性

（2）动能定理的研究对象一般是一个物体，也可以是几个物体组成的系统。

（3）动能定理的表达式是标量式。

（4）动能定理反映合外力做功改变物体的动能.

（5）合外力做正功时，动能增加；合外力做负功时，动能减少。

学

以

致

用

一质量为1kg的物体静止在粗糙的水平面上,现用水平外力F=20N拉其运动5m后,速度达到10m/s,求此过程中物体克服摩擦力所做的功?

加深学生对动能定理的应用。

课

堂

小

结

2.

3.    合外力所做的功等于物体动能的变化.

4.W=ΔE_k

5.动能定理得理解.

巩固本堂课所学知识。

课后

作

业

教材P71《练习与评价》第1、4、5题

巩固本堂课所学知识。

六、教学评价与反思