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动能和动能定理教案（优秀5篇）动能定理教学设计篇一《动能和动能定理》是高中物理必修２第五章《机械能及其守恒定律》第七节的内容，我从：教材分析、目标分析、教法学法、教学过程、板书设计和教学反思六个纬度作如下汇报：一、教材分析1.内容分析《动能和动能定理》主要学习一个物理概念：动能；一个物理规律：动能定理。
从知识与技能上要掌握动能表达式及其相关决定因素，动能定理的物理意义和实际的应用。
过程与方法上，利用牛顿运动定律和恒力功知识推导动能定理，理解“定理”的意义，并深化理解第五节探究性实验中形成的结论；通过例题１的分析，理解恒力作用下利用动能定理解决问题优越于牛顿运动定律，在课程资源的开发与优化和整合上，要让学生在课堂上切实进行两种方法的相关计算，在例题１后，要补充合力功和曲线运动中变力功的相关计算；通过例题２的探究，理解正负功的物理意义，初步从能量守恒与转化的角度认识功。
在态度情感与价值观上，在尝试解决程序性问题的过程中，体验物理学科既是基于实验探究的一门实验性学科，同时也是严密数学语言逻辑的学科，只有两种方法体系并重，才能有效地认识自然，揭示客观世界存在的物理规律。
2.内容地位通过初中的学习，对功和动能概念已经有了相关的认识，通过第六节的实验探究，认识到做功与物体速度变化的关系。
将本节课设计成一堂理论探究课有着积极的意义。
因为通过“动能定理”的学习，深入理解“功是能量转化的量度”，并在解释功能关系上有着深远的意义。
为此设计如下目标：二、目标分析1、三维教学目标（一）、知识与技能1．理解动能的概念，并能进行相关计算；2．理解动能定理的物理意义，能进行相关分析与计算；3．深入理解W合的物理含义；4．知道动能定理的解题步骤；（二）、过程与方法1．掌握恒力作用下动能定理的推导；2．体会变力作用下动能定理解决问题的优越性；（三）、情感态度与价值观体会“状态的变化量量度复杂过程量”这一物理思想；感受数学语言对物理过程描述的简洁美；2.教学重点、难点：重点：对动能公式和动能定理的理解与应用。
《动能和动能定理》教案《动能和动能定理》教案（通用4篇）《动能和动能定理》教案篇1课题动能动能定理教材内容的地位动能定理是功能关系的重要体现，是推导机械能守恒定律的依据，因此是本章的重中之重。
在整个经典物理学中，动能定理又与牛顿运动定律、动量定理并称为解决动力学问题的三大支柱。
也是每年高考必考内容。
因此学好动能定理对每个学生都尤为重要。
--思路导入新课──探究动能的相关因素（定性）──探究功与动能的关系（推理、演绎）──验证功和能的关系──巩固动能定理教学目标知识与技能1.理解动能的确切含义和表达式。
2.理解动能定理及其推导过程、适用范围、简单应用。
3.培养学生探究过程中获取知识、分析实验现象、处理数据的能力。
过程与方法1.设置问题启发学生的思考，让学生掌握解决问题的思维方法。
2.探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法。
3.经历科学规律探究的过程、认识探究的意义、尝试探究的方法、培养探究的能力。
情感态度与价值观1.通过动能定理的推导演绎，培养学生的科学探究的兴趣。
2.通过探究验证培养合作精神和积极参与的意识。
3.用简单仪器验证复杂的物理规律，培养学生不畏艰辛敢于进取的精神。
4.领略自然的奇妙和谐，培养好奇心与求知欲使学生乐于探索。
教学重点1.动能的概念，动能定理及其应用。
2.演示实验的分析。
教学难点动能定理的理解和应用教学资源学情分析学生在初中对动能有了感性认识，在高中要定量分析。
高中生的认识规律是从感性认识到理性认识，从定性到定量。
前期教学状况、问题与对策通过前几节的学习，了解了功并能进行简单的计算初步了解了功能关系。
对物体做的功与其动能的具体关系还不清楚，这就是本节重点解决的问题。
教学方式启发式、探究式、习题教学法、类比法教学手段多媒体课件辅助教学教学仪器斜面、物块、刻度尺、打点计时器、铁架台、纸带动能与质量和速度有关验证动能定理--环节教师活动学生活动设计意图导入新课提问：能的概念功和能的关系引导学生回顾初中学习的动能的概念动能和什么因素有关，动能和做功的关系。
77 动能和动能定理[知识精讲]知识点 1 动能物体由于运动而具有的能叫动能。
动能的大小：E K=mv2/2。
动能是标量。
注意：（1）动能是状态量，也是相对量。
因为v是瞬时速度，且与参照系的选择有关。
（2）动能是标量，动能和速度的方向无关，如在匀速圆周运动中，瞬时速度虽然是变化的，但是其动能是不变的。
（3）动能有相对性，由于物体的速度是与参照物的选择有关，故可知动能也与参照物的选取有关，即具有相对性。
小鸟能在空中把飞机撞坏，充分说明了这一点。
[例1]以初速度v0竖直上抛一个小球，若不计空气阻力，在上升的过程中，从抛出小球到小球动能减小一半所经历的时间是（）A．v0/g B．v0/2g C．2v0/g D．（1-2/2）v0/g[解析]设物体的动能减小一半时速度为v1,则根据动能的定义式E K=mv12/2有mv12/2=1/2×mv02/2,可解得:v1=2v0/2小球在上抛的过程中，做a=g的匀减速运动，设所经历的时间为t,则有:t=( v0-v1)/g=(1-2/2)·v0/g[答案] D[总结]动能与速度的方向无关.因此该题中，从抛出小球到小球动能减小一半时的速度可能有两个。
若在该题中只是问：从抛出小球到小球动能减小一半所经历的时间为多少？则答案应该是两个，即在上升和落回时各有一个。
[变式训练1]关于动能，下列说法中正确的是（）①公式E K=mv2/2中的速度v是物体相对于地面的速度②动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关③物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等但方向不同④物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动，其动能不同A．①②B．②③C．③④D．①④[答案] A知识点 2 动能定理（1）内容：合力所做的功等于物体动能的变化（2）表达式：W合=E K2-E K1=ΔE或W合= mv22/2- mv12/2 。
其中E K2表示一个过程的末动能mv22/2，E K1表示这个过程的初动能mv12/2。
动能和动能定理（课时1）教学目标知识与技能1、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，能用动能定理进行相关分析及计算。
过程与方法1、运用归纳推导方式推导动能定理的表达式；2、对比分析动力学知识和动能定理的应用。
重点 动能的概念；动能定理的理解和应用。
难点 动能定理的理解和应用教学过程：引入：1、实验：探究功与速度变化的关系实验图像（物体初速度为0）（在实验中，橡皮筋做功，物体速度越来越快，动能越来越大；结合功能关系）动能的表达式中可能包含2v2、设某物体的质量m ，在与运动方向相同恒力F 的作用下发生一段位移，速度由V1增加到V2,求这个过程中F 做的功是多少？21222121mv mv w -= ①等式右边两个物理量具有相同的形式221mv ，221mv 很可能是一个具有特定意义的物理量，且这个量的变化量正好等于力的功，由功能关系可推测这个量很可能是能量，那么什么能量与质量、速度有关呢？②同时类比重力势能的定义过程——得出动能定理的概念1.2目的：动能概念引入、通过实验和理论推导两方面去求证动能的表达式。
动能公式：221mv E k = 理解：（1）与质量成正比，与速度的平方成正比；如：①一男生质量为60kg ，某时刻速度为2m/s ，此时该男生的动能；②某一物体质量不变，速度变为原来的2倍；质量变为原来的2倍，速度不变；质量减半，速度变为原来的4倍。
动能如何变化？（2）①是标量，②大小与速度方向无关。
如：①某一物体沿如下各方向以V0抛出，物体的动能大小相等。
有一物体质量为m ，以速度v 做匀速圆周运动，动能如何变化？②求动能和动能变化量小球质量为1kg,s m v s m v /4,/20==第3情景不需求出速度变化量该题目的：重点突破动能的标矢量问题，动能无方向、无正负（3）单位：焦耳（J ）动能定理 公式：2122122121mv mv E E w K K -=-= 理解：（1）末动能初动能，:21:21211222mv E mv E k k ==，为动能的变化量12k k E E -，为合力的功w（2）合力所做的功等于物体动能的变化量；（3）合力做正功，动能增加；合力做负功，动能减小。
7.7 动能和动能定理【【教教学学目目标标】】1．正确理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算。
2．正确理解动能定理，会进行动能定理的推导。
3．知道动能定理的适用条件，会用动能定理解决力学问题，知道用动能定理解题的步骤。
【【重重点点难难点点】】1．正确理解动能定理。
2．会用动能定理解决力学问题。
【【教教学学方方法法】】讲练结合【【教教学学用用具具】】课 件【【教教学学过过程程】】一、.动能的表达式1、推导：设质量为m 的物体，初速度为υ1，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移s ，速度增加至υ2。
在这个过程中，力F 所做的功W ＝Fs 。
根据牛顿第二定律有F ＝ma ，由匀加速运动的公式22212as υυ－＝，有22212s a υυ－＝，由此可得： 2222212111W FS ma 222m m a υυυυ－＝＝＝＝－ 212k E m υ＝2、单位：在国际单位制中，动能的单位是焦耳：1k g ·m 2/s 2＝1N ·m ＝1J 。
3、动能是标量。
二、动能定理1、表达式：22212111W 22k k km m E E E υυ∆=＝－W ＝－ 2、内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
3、对动能定理的理解：（1）动能定理的标量性：计算式为标量式，υ为相对参考系的速度。
（2）动能定理的研究对象：单一物体，或者可以看成单一物体的物体系。
（3）动能定理的适用范围：适用于直线运动，适用于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功。
力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。
只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。
（4）若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理，可以分段处理，也可以全过程作为一整体来处理。
4、动能定理解题的基本思路：（1）选取研究对象，明确它的运动过程。
（2）分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和。
动能和动能定理——人教版必修2教案一、教学目标1.理解动能的概念。
2.掌握动能定理。
3.熟悉动能的计算方法。
4.强化物理学科的学习方法和思维方式。
二、教学内容1. 动能动能是物体运动中所具有的能量。
物体在运动过程中，因为具有速度而具有了动能。
其公式为：$$K=\\frac{1}{2}mv^2$$其中，K为动能，m为物体的质量，v为物体的速度。
2. 动能定理动能定理是描述物体动能和动能变化的定理。
动能定理的表达式为：$$W=\\Delta K$$其中，W为物体所受合力所做的功，$\\Delta K$为物体动能的变化量。
3. 动能的计算方法动能可以通过公式进行计算，也可以通过实验测量获得。
实验测量的步骤如下：1.放置一个装有块状物体的直线轨道；2.给物体以一定的初速度；3.记录物体到达不同位置时的速度；4.计算不同位置物体的动能。
4. 学习方法和思维方式在学习动能和动能定理时，应该掌握一些学习方法和思维方式，以便更好地理解物理概念和解决物理问题。
1.学习物理概念时，应该结合实际生活和工作中的场景和应用，让物理概念更加形象化和具体化。
2.学习物理问题时，应该注意观察和分析问题，抓住问题的关键点，运用物理公式和定理进行分析和解决。
3.在学习中要注重练习和总结，多进行物理实验和计算，不断提高自己的物理思维和计算能力。
三、教学流程1.讲解动能的概念和公式；2.讲解动能定理的概念和公式；3.进行动能实验，并计算不同位置物体的动能；4.练习动能和动能定理计算题；5.总结学习方法和思维方式。
四、教学评价1.通过对动能和动能定理的学习，学生能掌握基本的物理概念和公式；2.学生能够通过实验和计算，获得动能的数值；3.通过练习和总结，学生能提高物理思维和计算能力；4.教学评价主要采用测试和考试的形式，评估学生对物理概念和应用的掌握情况。
7.7 动能和动能定理教案教学活动学生活动[新课导入]师：在前几节我们学过，当力对一个物体做功的时候一定对应于某种能量形式的变化，例如重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化，本节来探究寻找动能的表达式．在本章“1．追寻守恒量”中，已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能，大家先猜想一下动能与什么因素有关?生：应该与物体的质量和速度有关．我们现在通过实验粗略验证一下物体的动能与物体的质量和速度有什么样的关系．(实验演示或举例说明)让滑块A从光滑的导轨上滑下，与静止的木块月相碰，推动木块做功．师：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到什么现象?生：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多．师：说明什么问题?生：高度越大，滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外做功的本领越强，说明物体由于运动而具有的能量越多．师：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到什么现象?生：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多．师：说明什么问题?生：相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以对外做功的本领不同，是因为物体的质量不同，在速度相同的情况下，质量越大，物体对外做功的能力越强，也就是说物体由于运动而具有的能量越多．师：那么把这个问题总结一下，得出的结论是什么呢?[新课教学][实验探究]影响小球动能大小的因素有哪些?准备三个小球，其中两个质量相同，第三个质量大一些让学生回顾初中的实验。
一、动能的表达式生(回答刚才的问题，总结实验结论)：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大．师：那么动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢?我们来看这样一个问题．(投影展示课本例题，学生讨论解决问题，独立完成推导过程)设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移L，速度由V l增大到V2，如图5．7—2所示．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．(投影展示学生的推导过程，让学生独立完成推导过程)飞机重力的0.02倍．求飞机受到的牵引力．师：从现在开始我们要逐步掌握用能量的观点分析问题．就这个问题而言．我们已知的条件是什么?生：已知初末速度，初速度为零，而末速度为v=60m／s，还知道物体受到的阻力是重力的0.02倍．师：我们要分析这类问题，应该从什么地方人手呢?生：还是应该从受力分析人手。
7.7 动能和动能定理一、学情分析在实际学习中学生对动能概念的理解较为容易，能够掌握外力对物体做的功与物体动能的变化之间的定性关系，能够理论推导它们之间的定量关系，但真正从深层次理解存在困难。
在前几节的学习中，学生已经建立了一种认识，那就是某个力对物体做功一定对应着某种能量形式的变化。
本节就来寻找动能的表达式。
因为有前几节的基础，本节可以放手让学生自己去推理和定义动能的表达式。
让学生经过感性认识到理性认识的过程，教学的起始要求不能太高，要循序渐进，从生活中众多实例出发，通过分析、感受真正体验动能定理的内涵。
二、教学目标1.知识与技能（1）理解动能的概念，能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能的表达式。
（2）知道动能的符号、单位和表达式，理解动能定理的物理意义。
（3）会用动能定理处理单个物体的有关问题，领会运用动能定理解题的优越性，理解做功的过程就是能量转化或转移的过程。
2. 过程与方法（1）运用小组合作方式推导动能的表达式，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。
3. 情感态度价值观（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。
三、教学重难点1、重点：能从牛顿第二定律和运动学公式导出动能的表达式。
2、难点：理解动能定理的内涵，会用动能定理处理有关问题。
四、教学方法教师启发引导教学与探究法相结合，并辅以推理归纳法、讲授法、问题串法等。
五、教学设计环节教师活动学生活动设计意图一、引入新课视频导入：利用大屏幕投影展示日本海啸与子弹射穿香蕉的视频片断，让学生观察。
教师引导参考问题：1. 海啸给人类带来了极大的灾难，为什么海啸具有那么大的破坏力？2. 子弹虽小，为什么能射烂香蕉？学生谈谈自己对视频的看法。
激发学习兴趣，引出动能的概念。
下由v 1增加到v 2的？ （2）写出含有m 、v 1、v 2的相应功的表达式。
《7.7动能和动能定理》教学设计●教学模式介绍“传递-接受”教学模式源于赫尔巴特的四段教学法，后来由前苏联凯洛夫等人进行改造传入我国。
在我国广为流行，很多教师在教学中自觉不自觉地都用这种方法教学。
该模式以传授系统知识、培养基本技能为目标。
其着眼点在于充分挖掘人的记忆力、推理能力与间接经验在掌握知识方面的作用，使学生比较快速有效地掌握更多的信息量。
该模式强调教师的指导作用，认为知识是教师到学生的一种单向传递的作用，非常注重教师的权威性。
“传递-接受”教学模式的课程环节：复习旧课——激发学习动机——讲授新知识——巩固运用——检查评价——间隔性复习●设计思路说明1.复习旧课1）、功和能的关系是什么？功是能量转化的量度，物体能量变化的多少是用做功的多少来量度，即W=ΔE。
2）、什么是物体的动能？物体的动能与什么因素有关？物体由于运动而具有的能叫动能；物体的动能跟物体的质量和速度有关系。
［导入］物体的动能跟物体的质量、速度有什么关系呢？本节课我们就来研究这个问题.2.激发学习动机思考题：一架飞机在牵引力的作用下（不计阻力），在起飞跑道上加速运动，分析：1）、飞机的动能如何变化？2）、飞机的动能变化的原因是什么？3.讲授新知识（一）、探究动能表达式（二）动能（三）、动能定理（四）、动能定理的应用4.巩固运用1）、下列说法中，正确的是()A、物体的动能不变，则其速度一定也不变B、物体的速度不变，则其动能也不变C、物体的动能不变，说明物体的运动状态没有改变D、物体的动能不变，说明物体所受的合外力一定为零2）、a、b、c三球自同一高度以相同速率抛出，a球竖直上抛，b球水平抛出，c球竖直下抛。
设三球落地时的速率分别为v a、v b、v c，则()．A、v a＞v b＞v cB、v a＝v b＞v cC、v a＜v b＜v cD、v a＝v b＝v c3）、一个物体的速度从0增加到v，再从v增加到2v，前后两种情况下，物体动能的增加量之比为多大？4）、将质量m＝2 kg的一块石头从离地面H＝2 m高处由静止开始释放，落入泥潭并陷入泥中h＝5 cm深处，不计空气阻力，求泥对石头的平均阻力．(g取10 m/s2)5.检查评价总结动能定理解题的优点6.间隔性复习在以后的学习中体现●教材分析通过前几节内容的学习，学生已认识到某个力对物体做了功就一定对应着某种能量的变化。
动能和动能定理教学设计一、教学目标1、知识和技能：⑴.理解动能的概念、符号、单位和表达式⑵.能从牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理，理解动能定理的物理意义⑶.领会运用动能定理解题的优越性，会用动能定理处理物体直线和曲线运动实际问题2、过程和方法：⑴.设置问题启发学生思考，让学生掌握解决问题的思维方法⑵.探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法3、情感、态度和价值观：⑴.通过动能定理的推导演绎，培养学生的科学探究的兴趣⑵.激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣，会选择用最优的方法处理问题二、学情分析初中，学生对动能有了感性的认识。
在第一学期物理学习中，学生有运动学和牛顿第二定律的基础。
且通过本章前几节的学习，学生掌握好了功的计算，在第六节实验《探究功与速度变化的关系》的基础上，学生已经知道了当物体v0=0时，合外力做的功W与物体速度的二次方成正比的实验结论。
三、设计思路动能定理是力学中一条重要规律，它反映了外力对物体所做的总功跟物体动能变化量的关系，动能定理贯穿在本章以后的内容中，是本章的教学重点。
学习掌握它，对解决力学问题，尤其是变力做功，时间未知情况下的问题有很大的方便。
本课教学设计的过程为：导入新课──提出动能的概念──动能的变化──推导合外力做的功和动能变化的关系（推理、演绎）得出动能定理──理解好动能定理──动能定理知识应用例1.2.3题（直线，曲线）──方法总结──布置作业四、教学重点、难点1．重点：⑴动能概念的理解⑵动能定理推导及其理解应用2．难点：对动能定理的理解五、教学资源:多媒体课件投影仪六、教学过程化 ( )（4）一定质量的物体动能不变，一定处于平衡状态 ( )过渡：合外力做功W 合和物体动能的变化两者之间有什么关系？二、推导合外力做功W 合与动能变化ΔE k 关系学生分组协作，推导动能定理设计情景：如图所示，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 ，水平面是粗糙的，摩擦力为f,物体的速度由v 1增加到v 2，求合外力做的功W 合和速度变化ΔE k 的关系？选择学生的答案，投影学生的推导过程，归纳，总结得出合外力做的功W 合等于物体动能的变化量ΔE k三、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动能的变化。
7.7动能和动能定理高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．如图，卫星携带一探测器在半径为3R (R为地球半径)的圆轨道上绕地球飞行。
在a点，卫星上的辅助动力装置短暂工作，将探测器沿运动方向射出（设辅助动力装置喷出的气体质量可忽略）。
之后卫星沿新的椭圆轨道运动，其近地点b距地心的距离为nR (n略小于3)，已知地球质量为M，引力常量为G，则卫星在椭圆轨道上运行的周期为（）A．B．C．D．2．2018年12月8日凌晨2点24分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞，把嫦娥四号探测器送入地月转移轨道，“嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I，再经过系列调控使之进人准备落月”的椭圆轨道Ⅱ，于2019年1月3日上午10点26分，最终实现人类首次月球背面软着陆。
若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥四号的说法正确的是A．“嫦娥四号”的发射速度必须大于11.2km/sB．沿轨道I运行的速度大于月球的第一宇宙速度C．沿轨道I运行至P点的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度D．经过地月转移轨道的P点时必须进行减速后才能进入环月圆形轨道I3．如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点，其中Q1带正电位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点，其中b点与O点相距3L现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，设粒子经过a、b两点时的速度分别为v a、v b，其速度随坐标x变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是A．Q2带负电且电荷量大于Q1B．b点的场强不为零C．a点的电势比b点的电势高D．该粒子在a点的电势能比在b点的电势能小4．将两个点电荷A、B分别固定在水平面上x轴的两个不同位置上，将一带负电的试探电荷在水平面内由A点的附近沿x轴的正方向移动到B点附近的过程中，该试探电荷的电势能随位置变化的图象如图所示，已知x AC>x CB，图中的水平虚线在C点与图线相切，两固定点电荷带电量的多少分别用q A、q B表示。
7 动能和动能定理整体设计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.在实际学习中学生对动能概念的理解较为容易，能够掌握外力对物体做的功与物体动能的变化之间的定性关系，能够理论推导它们之间的定量关系，但真正从深层次理解存在困难.在前几节的学习中，学生已经建立了一种认识，那就是某个力对物体做功一定对应着某种能量形式的变化.本节就来寻找动能的表达式.因为有前几节的基础，本节可以放手让学生自己去推理和定义动能的表达式.让学生经过感性认识到理性认识的过程，教学的起始要求不能太高，要循序渐进，从生活中众多实例出发，通过分析、感受真正体验动能定理的内涵.通过实例分析、实验设计、器材选择、动手操作、教师演示等环节，让每一位同学都积极参与课堂教学，每一位同学都能享受成功的喜悦.动能定理是一条适用范围很广的物理定理，但教材在推导这一定理时，由一个恒力做功使物体的动能变化，得出力在一个过程中所做的功等于物体在这个过程中动能的变化.然后逐步扩大几个力做功和变力做功及物体做曲线运动的情况.这个梯度是很大的,为了帮助学生真正理解动能定理，教师可以设置一些具体的问题，让学生寻找物体动能的变化与哪些力做功相对应.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、动能的表达式功是能量转化的量度，每一种力做功对应一种能量形式的变化.重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化，前几节我们学习了重力势能的基本内容.“追寻守恒量”中，已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能，大家举例说明哪些物体具有动能.参案：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动能.教师引导：重力势能的影响因素有物体的质量和高度，今天我们学习的动能影响因素有哪些？通过问题启发学生探究动能的影响因素.学生思考后总结：汽车运动得越快，具有的能量越多，应该与物体的速度有关;相同的速度，载重货车具有的能量要比小汽车具有的能量多，应该与物体的质量有关.即动能的影响因素应该是物体的质量和速度.问题：如何验证物体的动能与物体的质量和速度的关系？演示实验：让滑块A从光滑的导轨上滑下，与木块B相碰，推动木块做功.1.让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多.2.让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多.师生总结：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大.即质量、速度是动能的两个影响因素.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？情景设置一：大屏幕投影问题一架飞机在牵引力的作用下（不计阻力），在起飞跑道上加速运动，速度越来越大，问：1.飞机的动能如何变化？为什么？2.飞机的动能变化的原因是什么？3.牵引力对飞机所做的功与飞机动能的变化之间有什么关系？学生讨论并总结回答：1.在起飞过程中，飞机的动能越来越大，因为飞机的速度在不断增大.2.由于牵引力对飞机做功，导致飞机的动能不断增大.3.据功能关系：牵引力做了多少功，飞机的动能就增大多少.由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系，我们可以根据做功的多少，来定量地确定动能.情景设置二：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2122v v -=2al,即l=av v 22122- 把F 、l 的表达式代入W=Fl,可得F 做的功W=av v ma 2)(2122- 也就是W=21222121mv mv - 根据推导过程教师重点提示： 1.21mv 2是一个新的物理量. 2.2221mv 是物体末状态的一个物理量，2121mv 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 =21mv 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/sE k1=21mv 12=100 J,E k2=21mv 22=400 J. 答案：100 J 400 J或者先求出石块1 s 内和2 s 内的位移，再确定重力做功的对应值，重力做功的值就是石块动能的增加量，即石块的动能值（因为石块的初动能为0）,从而进一步理解功是能量转化的量度. 二、动能定理 课件展示：通过大屏幕投影展示足球运动员踢球的场面，让学生观察，运动员用力将足球踢出，足球获得了动能；足球在草地上由于受到了阻力的作用，速度越来越小，动能越来越小. 问题：1.若外力对物体做功，该物体的动能总会增加吗？2.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？推导：将刚才推导动能公式的例子改动一下：假设物体原来就具有速度v 1，且水平面存在摩擦力f ，在外力F 作用下，经过一段位移s ，速度达到v 2，如图，则此过程中，外力做功与动能间又存在什么关系呢？外力F 做功：W 1=Fs摩擦力f 做功：W 2=-fs外力做的总功为:W 总=Fs-fs=ma·2122212221212mv mv a v v -=-=E k2-E k1=ΔE k . 师生总结：外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量.其中F 与物体运动同向，它做的功使物体动能增大；f 与物体运动反向，它做的功使物体动能减少.它们共同作用的结果，导致了物体动能的变化.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功与物体动能变化的关系.思维拓展将上述问题再推广一步：若物体同时受几个方向任意的外力作用，情况又如何呢？引导学生推导出正确结论并板书:力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化，这个结论叫动能定理.用W 总表示外力对物体做的总功，用E k1表示物体初态的动能，用E k2表示末态动能，则动能定理表示为：W 总=E k2-E k1=ΔE k .分组讨论：根据动能定理的表达形式，提出下列问题，加强对动能定理表达式的理解:1.当合力对物体做正功时，物体动能如何变化？2.当合力对物体做负功时，物体动能如何变化？学生总结分析：1.当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加.2.当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减少.知识拓展1.外力对物体做的总功的理解有的力促进物体运动，而有的力则阻碍物体运动.因此它们做的功就有正、负之分，总功指的是各外力做功的代数和；又因为W 总=W 1+W 2+……=F 1·s+F 2·s+……=F 合·s ，所以总功也可理解为合外力的功.2.对动能定理标量性的认识定理中各项均为标量，因此单纯速度方向改变不影响动能大小.如匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆心，与位移方向始终保持垂直，所以合外力做功为零，动能变化亦为零，并不因速度方向改变而改变.3.对定理中“变化”一词的理解由于外力做功可正、可负，因此物体在一运动过程中动能可增加，也可能减少.因而定理中“变化”一词，并不表示动能一定增大，它的确切含义为末态与初态的动能差，或称为“改变量”,数值可正，可负.4.对状态与过程关系的理解功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量.动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系.5.对适用条件的理解：动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但对于外力是变力，物体做曲线运动的情况同样适用.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=lv 22② 由①和②得:F-kmg=lv m 22F=kmg+l v m 22=0.02×5×103×10 N+5×103×22103.5260⨯⨯N=1.8×104 N. 解法二：以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，这四个力做的功分别为W G =0，W 支=0，W 牵=Fl ，W 阻=-kmgl.据动能定理得：Fl-kmgl=21mv 2,代入数据，解得F=1.8×104 N.方法比较：解法一是用牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解的，而解法二是用动能定理求解的，那么同学们比较一下，这两种解法有什么区别呢?学生讨论比较后得到：解法一采用牛顿运动定律和匀变速直线运动的公式求解，要假定牵引力是恒力，而实际中牵引力不一定是恒力.解法二采用动能定理求解，因为动能定理适用于变力，用它可以处理牵引力是变力的情况.而且运用动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它来处理问题时比较方便.课堂训练质量为m 的物体静止在水平桌面上，它与桌面之间的动摩擦因数为μ，物体在水平力F作用下开始运动，发生位移s 1时撤去力F ，问物体还能运动多远？解析：研究对象：质量为m 的物体.研究过程：从静止开始，先加速，后减速至零.受力分析、过程草图如图所示，其中mg （重力）、F （水平外力）、N （弹力）、f （滑动摩擦力），设加速位移为s 1，减速位移为s 2方法一：可将物体运动分成两个阶段进行求解物体开始做匀加速运动位移为s 1，水平外力F 做正功，f 做负功，mg 、N 不做功；初始动能E k0=0，末动能E k1=2121mv 根据动能定理：Fs 1-fs 1=2121mv -0 又滑动摩擦力f=μN,N=mg则：Fs 1-μmgs 1=2121mv -0 物体在s 2段做匀减速运动，f 做负功，mg 、N 不做功；初始动能E k1=2121mv ,末动能E k2=0 根据动能定理：-fs 2=0-2121mv ,又滑动摩擦力f=μN,N=mg 则：μmgs 2=0-2121mv 即Fs 1-μmgs 1-μmgs 2=0-0s 2=mgs mg F μμ1)(-. 方法二：从静止开始加速，然后减速为零,对全过程进行求解.设加速位移为s 1,减速位移为s 2；水平外力F 在s 1段做正功，滑动摩擦力f 在（s 1+s 2）段做负功，mg 、N 不做功；初始动能E k0=0，末动能E k =0在竖直方向上:N-mg=0 滑动摩擦力f=μN根据动能定理：Fs 1-μmg （s 1+s 2）=0-0得s 2=mgs mg F μμ1)(-. 方法总结：在用动能定理解题时，如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程，此时可分段研究，也可整体研究；在整体研究时，要注意各分力做功所对应的位移. 动能定理解题的方法和步骤：(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，进而明确合外力的功;(3)明确物体在始末状态的动能;(4)根据动能定理列方程求解.课堂小结本节课主要学习了：1.物体由于运动而具有的能叫动能，动能可用E k 来表示，物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半.2.动能是标量，也是状态量.3.动能定理是根据牛顿第二定律和运动学公式推导出来的.4.动能定理中所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是任何其他的力，动能定理中的W 是指所有作用在物体上的外力的合力的功.5.动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但对于外力是变力，物体做曲线运动的情况同样适用.布置作业教材“问题与练习”第3、4、5题.板书设计7 动能和动能定理⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=-=⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=说明对结果进行必要的讨论,列方程求解)4(末状态的功能,明确初)3(并确定各个力所做的功,受力分析)2(程确定研究对象及运动过)1(:解题步骤.32121或.2体能的变化合外力所做的功等于物.1动能定理)(焦:单位.4是状态量,动能是标量.321公式.2叫动能,能物体由于运动而具有的.1动能理定能动和能动2122122mv mv W E E W J mv E k k k 活动与探究课题：估测自行车受到的阻力目的：自行车仍是我国主要的代步工具，根据动能定理估测自行车行驶过程中所受阻力，既加强对基础知识的理解，又可以使学生形成学以致用的思想.方法：骑自行车时，如果停止用力蹬脚蹬，设此时自行车的速度为v 0，由于受到阻力f 作用，自行车前进一段距离l 后将会停下来，根据动能定理，有-fl=02021mv -即阻力f=l mv 220 实验中需测出人停止用力后自行车前进的距离l ，自行车和人的总质量m ，以及初速度v 0. 初速度可以通过以下三种方法测得：1.在停止用力前，尽可能使自行车做匀速直线运动，通过测量时间和距离，计算出平均速度，以它作为停止用力时的初速度.2.测出自行车从停止用力到静止时前进的距离和时间，再根据匀减速运动的规律，求出初速度.3.停止用力时从车上释放一个小石块，测出释放的高度和石块在水平方向通过的距离，即可求得初速度.习题详解1.解答：a.动能是原来的4倍.b.动能是原来的2倍.c.动能是原来的8倍.d.动能不变.2.解答：由动能定理W=E k2-E k1=21m(2122v v -)可知，在题目所述的两种情况下，(2122v v -)较大的，需要做的功较多.速度由10 km/h 加速到20 km/h 的情况下：(2122v v -)=（202-102）（km/s ）2=300（km/s ）2速度由50 km/h 加快到60 km/h 情况下：(2122v v -)=（602-502）（km/s ）2=1 100（km/s ）2可见，后一种情况所做的功比较多.3.解答：设平均阻力为f ，根据动能定理W=21m(2122v v -)，有 fscos180°=21m(2122v v -) f=2322211052102)(2--⨯⨯⨯=-v v s m (3002-1002) N=1.6×103 N 子弹在木板中运动5 cm 时，所受木板的阻力各处不同，题目所说的平均阻力是对这5 cm 说的.4.解答：人在下滑过程中，重力和阻力做功，设人受到的阻力为f ，根据动能定理W=ΔE k ,W G +W f =221t mv -0 mgh-fs=221t mv 解方程得：v t =42m/s≈5.66 m/s.5.解答：设人将足球踢出的过程中，人对球做的功为W ，根据动能定理可知从人踢球到球上升至最大高度的过程中：W G +W=221t mv -0 即-mgh+W=221t mv W=21×0.5×202 J+0.5×10×10 J=150 J. 设计点评探究式教学是实现物理教学目标的重要方法之一，同时也是培养学生创新能力、发展学生非智力因素的重要途径.因此，本节教学设计从动能的概念入手就注重对学生的引导，使学生在探究中提出问题、设计方案、解决问题.在操作上，本节教学设计注重为学生创设一个和谐自由的教学氛围.在动能的影响因素及动能定理表达式的推导过程中，有师生间的讨论、分析，甚至是相互质疑.在探究过程中，重点引导学生从外力做功和物体的动能变化量两个方面思考，选择受力情况较为简单，而动能变化量又较容易得到的具体运动形式，同时要考虑误差的大小.在解题过程中，让学生体会到了运用动能定理解决问题的优点和方法、步骤.本节课运用实验探究法，通过质量相同的物体高度的不同和高度相同质量不同的两种情况，得出动能和质量、速度的关系.。
