第二章 能的转化与守恒
第一节 动能的改变教案
一、教学目标：
（一）知识与技能
1．理解什么是动能，知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算。
2．理解动能定理及其推导过程。
3．知道动能定理的适用范围，会用动能定理进行计算。
4．巩固用打点计时器打下的纸带计算物体的即时速度，利用图象探究物理量间的关系。
（二）过程与方法
1．通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
2．运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。
3．理论联系实际，培养学生分析问题的能力。
（三）情感态度与价值观
通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观；通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣。
二、教学重点
1．动能定理利用实验和理论两种方法得出的过程；
2．动能定理的理解和简单应用。
三、教学难点
实验的设计与实施，以及有关物理过程的分析方法。
四、教学方法
实验法、分析法
五、案例设计
（一）导入新课
通过课件展示：运动的物体可以做功，提出问题：什么是物体的动能？
学生通过观察、思考并回忆初中所学，回答：物体由于运动具有的能叫动能。
（二）新课教学
１、动能的决定因素
问题1：物体的动能大小跟哪些因素有关呢？
演示实验《影响小球动能大小的因素有哪些》，请学生通过观察分析。
学生观察思考分析：质量大、速度快的物体对其他物体做的功就多，所具有的能量就大。
结合学生讨论指出：从功能关系定性分析得到：动能的大小跟物体的质量、运动速度有关。物体的质量越大，运动速度越大，动能就越大。在物理学中，就用这个量来表示物体的动能。同时指出动能是标量，它的单位同功一样，在国际单位制中都是焦耳。动能是状态量。
２、恒力做功与动能改变的关系
问题2：若外力对物体做功，该物体的动能总会增加吗？如果物体对外做功，该物体的动能总会减少吗？做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢？
学生通过讨论，还不能马上得出做功与动能的改变之间的关系。
方法引导：我们可以先从简单的情况入手，通过实验来探究恒力做功与动能改变的关系。
指导学生阅读教材P23“实验与探究”部分。
问题3：这个实验需测量哪些物理量？应用什么方法、什么仪器来测量？
学生带着问题阅读课文，通过思考讨论交流，并回答问题。
教师引导学生回答：需要测量速度、恒力的功（砝码重力和下落的距离）；测速度可用打点计时器。
问题4：小车运动过程中受几个力？为使细线的拉力充当合力，其他力应怎样处理？
学生思考并回答：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力。
教师归纳总结：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力；为使细线的拉力充当合力，必须将其他力平衡掉。
问题5：如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何验证？
学生思考回顾力的平衡问题，讨论平衡方法。
教师引导学生思考平衡摩擦力的方法：让木板有一个微小的倾角，使重力沿斜面向下的分力等于小车及纸带受到的摩擦阻力；轻推小车使之匀速运动。
问题6：实验中，是什么力对小车做功？小车做什么性质的运动？初速度、末速度如何求？
教师引导学生回答：细线的拉力做功；小车做匀加速直线运动；初速度和末速度可通过处理纸带求得。
问题7：如何处理实验数据，得到合力的功与速度变化的关系？
教师引导学生回答：用图像法处理实验数据，通过图像可以直观的看出物理量之间的关系。即建立直角坐标系，用纵坐标表示力对物体做的功W，用横坐标表示物体的速度的平方v，描点、连线，得出结论。
教师指导学生实验探究。
学生实验完毕后，指导学生进行数据记录和处理，并得出结论。
进行实验，采集数据：分工合作，共同完成。
分析数据，得出结论：在误差范围内，恒力做功与动能的改变相等。
3、动能定理
问题8：通过实验探究，我们已经知道恒力做功与动能改变的关系，那么能不能从理论上来进行推导得出其关系呢？
通过投影展示问题情景：设一个物体的质量为m，初速度为v，在与运动方向相同的合外力F的作用下发生一段位移，速度增加到v。
学生根据课本提供的问题情景，运用牛顿第二定律和运动学公式独立推导出外力做工与物体动能变化的关系。
学生得出动能定理的内容及表达式后，教师做出必要的补充,归纳：动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的增加。公式：W=E－E
让学生正确理解式子中各物理量的含义。
问题9：（1）如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？（2）动能定理，我们是从物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况呢？
归纳指出：（1）总功W指的是各外力做功的代数和：W=W+W+…
(2)动能定理的适用范围：动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用直线运动，也适用于曲线运动。
教师通过多媒体展示课本例题，让部分学生用牛顿第二定律求解，并组织交流用动能定理和用牛顿第二定律解题的体会，讨论哪些问题用动能定理解更方便。
学生解答，并相互讨论。
教师帮助学生学生总结用动能定理解题的要点、步骤，体会应用动能定理解题的优越性。
（三）、课堂小结
1．理解动能的概念：
（1）知道什么是动能。
（2）国际单位中动能的单位是焦耳(J)；动能是标量，是状态量。
（3）正确理解和运用动能公式分析、解答有关问题。
2．学习动能定理：
（1） 动能定理利用实验和理论两种方法得出的过程；
（2）动能定理的理解和简单应用。
3．通过动能定理，明确功和动能两个概念的区别与联系，加深对两个概念的理解。
（四）、布置作业：完成课后作业
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