【核心素养】8.3.1动能和动能定理 教学设计

第八章 第三节 动能和动能定理 【教学目标】 1. 理解动能的概念，利用动能定义式进行计算。 2. 理解动能定理表述的物理意义，并能进行相关分析与计算。 【核心素养发展】 核心知识 1.理解动能的概念。 2.动能定理表述的物理意义并能进行相关分析与计算。 核心能力 1.理解恒力作用下的直线运动牛顿运动定律理与动能定理处理问题的异同点，体会对于变力作用、曲线运动动能定理解决问题的优越性。 科学品质 1.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。 【教学重点】 1.动能概念的理解；。 2.动能定理及其应用。 3. 恒力作用下利用牛顿运动定律和功的公式推导动能定理。 【教学难点】 1. 对动能定理的理解与应用。 2. 恒力作用下利用牛顿运动定律和功的公式推导动能定理。 【教学方法】 教师启发、引导学生思考，讨论、交流学习成果。探究法、讨论法、实验法。 （一）新课导入 我们已经知道物体的动能与物体的质量和速度有关，那么物体的动能应该怎样表达？动能的变化与外力对物体所做的功又有什么关系呢？这节课我们就来研究这些问题 （二）新课内容 一、动能的表达式 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v1增加到v2，如图所示。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。 推导过程： 自学课本84－85页推导过程。 1.动能的定义：物体由于运动而具有的能量 2．表达式：Ek＝mv2，式中v是瞬时速度。 3．单位：与功的单位相同，国际单位都是焦耳，符号为 J。1 J＝1 kg·m2/s2＝1 N·m。 4.标矢性：动能是标量。 动能的瞬时性：动能是状态量。在某一时刻或某一位置，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能。 动能的相对性：动能具有相对性。因为速度v与参考系的选取有关，对于不同的参考系，物体具有不同的速度，而Ek＝mv2，所以物体的动能也就不同。一般情况都以地面为参考系。 二、动能定理 1．推导 粗糙水平面上一质量为 m的物体，在与运动方向相同的恒力F作用下发生一段位移s ，速度由v1增加到v2(如图)，这个过程中外力做功多少？外力做功与动能有什么关系？ W＝mv22－mv12 2．内容 力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 3．表达式 W＝Ek2－Ek1＝mv22－mv12。 说明：①式中W为合力所做的功，它等于各力做功的代数和。 ②如果外力做正功，物体的动能增加，外力做负功，物体的动能减少。 4．适用范围 不仅适用于恒力做功和直线运动，也适用于变力做功和曲线运动的情况。 三、应用动能定理解题的步骤 (1)确定研究对象和研究过程。 (2)对研究对象进行受力分析。(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力) (3)写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正负)。如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功。 (4)写出物体的初、末动能。(注意动能增量是末动能减初动能) (5)按照动能定理列式求解。 例1.一架喷气式飞机，质量 m 为 7.0×104 kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移 l 达到 2.5×103m 时，速度达到起飞速度 80 m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的1/50。g 取10 m/s2 ，求飞机平均牵引力的大小。 例2. 质量 m 为 20g的子弹，以速度 v 为 2×103m/s 射入厚度为5cm的固定苹果，子弹击穿苹果时的速度为 1×103m/s。在子弹射穿苹果的过程中受到的平均阻力是多大。 五、板书设计 动能和动能定理 1、 动能 1. 定义 2. 表达式 3. 单位 4. 理解 2、 动能定理 1、 内容 2、 表达式 3、 动能定理的应用 六、作业布置 课堂作业：课本P88 1，3 七、小结 ... ...