高一物理示范课动能和动能定理
动能定理是本章教学重点，也是整个力学的重点，《课程标准》要求“探究恒力做功与物体动能变化的关系.理解动能和动能定理，用动能定理解释生活和生产中的现象”.因此，在实际教学中要注重全体学生的发展，改变学科本位的观念，注重科学探究，提倡学习方式的多样化、强调过程和方法的学习，以培养学生的“创新意识、创新精神和实践能力”为根本出发点，激励学生“在教学过程中的主动学习和探究精神”，调动学生学习的主动性、积极性，促进其个性全面健康地发展和情感态度与价值观的自我体现.
教学重点
理解动能的概念；会用动能的定义式进行计算.
教学难点
1.探究功与物体速度变化的关系,知道动能定理的适用范围.
2.会推导动能定理的表达式.
课时安排 1课时
三维目标
知识与技能
1.理解动能的概念.
2.熟练计算物体的动能.
3.会用动能定理解决力学问题，掌握用动能定理解题的一般步骤.过程与方法
1.运用演绎推导方式推导动能定理的表达式，体会科学探究的方法.
2.理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法.
情感态度与价值观
1.通过演绎推理的过程，培养对科学研究的兴趣.
2.通过对动能和动能定理的演绎推理，使学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系，反映了自然界的真实美.
教学过程
导入新课
视频导入
利用大屏幕投影展示风力发电与龙卷风的视频片断，让学生观察、自主提问、分组探讨.
教师引导参考问题：1.风力发电是一种重要的节能方法，风力发电的效率与哪些因素有关？
2.龙卷风给人类带来了极大的灾难，龙卷风为什么具有那么大的能量呢？
故事导入
传说早在古希腊时期(公元前200多年)阿基米德曾经利用杠杆原理设计了投石机，它能将石块不断抛向空中，利用石块坠落时的动能，打得敌军头破血流.
同学们思考一下，为了提高这种装置的杀伤力，应该从哪方面考虑来进一步改进？学习了本节动能和动能定理，就能够理解这种装置的应用原理.
问题导入
英国传统跑车的代表品牌莲花也是以制造小排量、车体极度轻量化的速度机器而著称.一辆莲花Elise,排量只有1.8 L ，由于重量只有675 kg ，却可以创造出百公里加速5.9 s 的惊人纪录.
使莲花跑车速度达到100 km/h 需要对它做多少功？如果这一过程是以恒定的额定功率实现的，那么该车发动机的额定功率大约应是多少？
推进新课
一、动能的表达式
情景设置：大屏幕投影问题，可设计如下理想化的过程模型:
设某物体的质量为m ，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v 1增加到v 2，如图所示.
提出问题：
1.力F 对物体所做的功是多大？
2.物体的加速度是多大？
3.物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？
4.结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子？
推导：这个过程中，力F 所做的功为W=Fl
根据牛顿第二定律F=ma
而21
2
2v v -=2al,即l=a v v 22122- 把F 、l 的表达式代入W=Fl,可得F 做的功W=a
v v ma 2)(2122-
也就是W=21222
121mv mv 根据推导过程教师重点提示： 1.2
1mv 2是一个新的物理量. 2.2221mv 是物体末状态的一个物理量，212
1mv 是物体初状态的一个物理量,其差值正好等于合力对物体做的功.合力F 所做的功等于这个物理量的变化，所以在物理学中就用这个物理量表示物体的动能.
总结：1.物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半.
2.动能的公式：E k =2
1mv 2. 3.动能的标矢性：标量.
4.动能的单位：焦（J ）.
教师引导学生分析动能具有瞬时性，是个状态量：对应一个物体的质量和速度就有一个动能的值.引导学生学会从实验现象中思考分析，最终总结归纳出结论.同时注意实验方法——控制变量法.
例 质量为2 kg 的石块做自由落体运动，求石块在第1 s 末、第2 s 末的动能是多少？
解析：先求出第1 s 末和第2 s 末的速度再求出动能值，明确变速运动的物体动能是时刻变化的.
v 1=gt 1=10×1 m/s=10 m/s,v 2=gt 2=10×2 m/s=20 m/s
E k1=21mv 12=100 J,E k2=2
1mv 22=400 J. 答案：100 J 400 J
知识拓展
例2 一架喷气式飞机，质量m=5.0×103 kg ，起飞过程中从静止开始滑跑.当位移达到l=5.3×102 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.
解法一：以飞机为研究对象，它做匀加速直线运动且受到重力、支持力、牵引力和阻力作用
F 合=F-kmg=ma ①
又v 2-02
=2al,所以a=l v 22
② 由①和②得:F-kmg=l
v m 22