《动能定理》高中物理教学课例研究

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课题研修人 教学课例名称： 一、教材分析 任教学科 高中物理 动能定理 1．动能定理是必修2第七章《机械能守恒定律》第七 节的内容，学生在前面已分别学习过了做功和动能的概念。2. 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。 教学重点:动能定理的推导过程、正确理解动能定理。通过让学生亲自动手进行实验探究和理论论证得出定理，使学生对定理有更深的理解。 教学难点:动能定理的理解和应用 二、教学目标 1. 知识与技能： 知道外力对物体做功可以改变物体的动能；理解动能定理，会用动能定理进行计算；会用实验方法来探究物理定理或规律，理解动能定理的推导过程。 2. 过程与方法： 通过探究外力对物体所做的功与物体动能的变化关系，学会获取知识与实验技能的方法；通过理论分析与论证的过程，使学生受到理性思维的训练；通过实践与拓展，使学生灵活迁移所学知识，解决实际问题；通过阅读资料活页，扩大学生的视野，丰富学生知识面。 3. 情感、态度与价值观： 通过实验与探究，培养学生的探究意识与实践能力；经历讨论与交流，培养学生的语言表述能力与团结协作的精神；通过实践与拓展，培养学生灵活迁移能力和实际应用能力；通过阅读资料活页，培养学生的阅读、理解能力，使学生养成了解社会、关注社会的责任感。 1．初中时学生已学过了动能的初步知识，这为本节教学奠定了一定的基础。在此基础上，进一步了解物体的动能与物体的质量和速度的定量关系，为实验探究外力做功与物体动能变化的定量关系做好铺垫。 2．学生主要是在过程分析中存在障碍，如合力做功等求解。 三、学生学习能力分析 三、教学策略选择与设计 通过课堂讲解，课时训练，课后习题及交流讨论分析出学生的学习情况，并进行相应的提高训练。 四、教学过程 导入新课： 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? 提问：什么是物体的动能？ 提问：物体的动能大小和哪些因素有关呢？你有什么方法可以证明？ 引导学生回忆初中所做得小球撞击木块的实验。 归纳：物体能够对外做功的本领越大，物体的能量就越大，实验中滑块的质量和速度越大，对外做功的本领越大，说明动能和物体的质量和速度有关。 设计情景：如图所示，某物体的质量为m，在光滑的水平面上，受到与运动方向相同的恒力F的作用发生一段位移l，速度由v1增加到v2。求做功和速度变化的关系？ ①物体受到的力与加速度什么关系？ ②物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？ ③力F对物体所做的功多大？ ④结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子？ 选择学生的答案，投影学生的解答过程，归纳，总结。 根据牛顿第二定律：……① 根据运动学公式： …② 外力F做功： …………③ 由①②③得： 思考：外力做功引起了什么量的变化？ 归纳：外力F所做的功等于“ ”这个物理量的变化，所以在物理学中就用“ ”这个量表示物体的动能。 提问：动能的大小由什么决定？它是标量还是矢量？ ①动能是标量，且总为正值，由物体的速率和质量决定，与运动方向无关； 提问：动能的单位？ 提问：二战时一位飞行员用手抓住了一颗飞行的子弹，这说明了什么？ 提问：⑴上式的物理意义是什么？ ⑵如果物体受到几个力共同作功，上式是否还成立呢？ 讲解：上式具有普遍意义，是力学中的一条重要规律。 二、动能定理 1、表述：合外力对物体做的功，等于物体动能的变化。 2、公式： 提问：刚才的推导是在物体受恒力作用，并且做直线运动的情况下得出的。如果物体受到变力作用或物体做曲线运动时，定理是否正确呢？ （1)合外力做正功，动能增加合外力做负功，动能减少 （2）动能定理中的功是合外力做的总功 总功的求法 a、先求合力，再求合力功 b、先求每个力做的功，再求代数和 （3）适用范围：既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 例.一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为S＝5.3×102ｍ时，达到起飞速度v＝60ｍ/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力. 确定研究对象：飞机 分析研究过程：飞机滑跑过程 分析受力：重力、支持力、牵引力和阻力 分析做功情况：牵引力和阻力做功 分析动能变化：初动能、末动能 根据动能定理列出方程，求解。 思考：如果用牛顿运动定律和运动学公式是否可以求解？ 教师讲解：上边两种解法分别是：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，所以用它来处理问题比较方便 引导学生看课本例题2。 提问：通过两个例题，你是否可以归纳出应用动能定理解题的步骤？ 总结步骤 五、课例研究综述 本教学设计采用由激发兴趣、师生交流反馈、教师演示、学生参与、问题由浅入深、层层推进、学生先解决理论与方法。人事问题，学生分组探究，团结合作交流的能力。教师反馈评价、引导、分析，找出学生认知的误区，给予纠正，能有效的达成课程标准的目的要求。 本节课是动能和动能定理教学的第一课时，是整个动能定理教学中基础环节，也是最重要的环节，这节课主要是帮助学生了解动能的表达式，掌握动能定理的内容，学会简单应用动能定理解决物理问题，体会到应用动能定理研究问题的优越性。动能定理主要从功和动能的变化的两个方面来入手。里面包含了：功、能、质量、速度、力、位移等物理量，综合性很高。并且动能定理几乎贯穿了高中物理的所有章节、是物理课程的重头戏。本节课我采用新泰一中“七步教学”模式，按照以下的思路进行：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）─问题引领、总结知识─知识应用─方法总结─巩固训练，课堂效果较好，受到了听课领导、教师的好评。不过通过反思，我认为在这次示范课教学中还存在以下几个问题： 1、应加强实验探究 在探究动能的相关因素（定性）时，本节课只是让学生进行了充分的思考及想象，但没有通过实验实际操作，如果事先准备好实验器材，让学生当堂实验，效果会更好。 2、加强锻炼，提高自身的素质，驾驭课堂的能力 如何引导学生按照我的思路进行思考、探讨、交流并得出结论，这是一个突出问题，在教学中问题的创设上还是要多用心，多研究。要不会出现研究问题的盲目性，和无法正确的研究问题。 以后的教学中，我会更加强对教材和教法的研究，并且充分研究学情，在学案的问题和情景的创设上更加细化，并加强其针对性，打造更高效的课堂。