知識點:
1. 動能
如果一個物體可以在外部做功,我們就說這個物體有能量。物體由于運動而具有的能量。Ek=?mv2,
它的大小與參考系的選擇有關(guān),動能是描述物體運動狀態(tài)的物理量,是一個相對量。
2.動能定理
做功可以改變物體的能量。所有外力對物體所做的功的總和等于物體動能的增加量。W1+W2+W3+……=?mvt2-?mv02
1、它反映的是物體動能的變化與引起這種變化的原因——力對物體所作的功之間的因果關(guān)系??梢岳斫鉃椋和饬ξ矬w所作的功等于物體動能的增加量,而物體為克服外力所作的功等于物體動能的減少量。因此,正功為加號,負(fù)功為減號。
2.“增量”是最終動能減去初始動能。ΔEK>0表示動能增加高中物理動量定理習(xí)題,ΔEK
3、動能定理適用于單個物體,不能盲目地應(yīng)用于物體系統(tǒng),特別是有相對運動的物體系統(tǒng)。因為內(nèi)力做功也能引起物體動能轉(zhuǎn)化為其他形式能量(如內(nèi)能)。動能定理中,總功是指各種外力對物體所作功的代數(shù)和。這里我們所說的外力包括重力、彈力、摩擦力、電場力等。
4、當(dāng)各力的位移相同時,可計算合成外力所作的功。當(dāng)各力的位移不同時,可分別計算各力所作的功,然后計算代數(shù)和。
5. 力的獨立作用原理給出了牛頓第二定律、動量定律、動量守恒定律的分量表達式。而動能定理是標(biāo)量表達式。功和動能都是標(biāo)量,不能用矢量定律分解。所以,動能定理沒有分量表達式。在處理某些問題時,動能定理可以應(yīng)用于某個方向。
6. 動能定理的表達式是在物體受恒定力作用而做直線運動時導(dǎo)出的。但它也適用于物體做曲線運動的情況。也就是說,動能定理既適用于恒定力所作的功,也適用于變力所作的功;既適用于直線運動,也適用于曲線運動。
7、動能定理中的位移和速度一定是相對于同一參考物體的。
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實踐:
課件:
課程計劃:
“動能與動能定理”主要研究一個物理概念:動能;一個物理規(guī)律:動能定理。在知識技能方面,學(xué)生需要掌握動能表達式及其有關(guān)決定因素,動能定理的物理意義及其實際應(yīng)用。
過程與方法上,運用牛頓運動定律及恒力做功知識,推導(dǎo)動能定理,理解“定理”的含義,加深對第五節(jié)探索性實驗中形成的結(jié)論的理解;
通過例1的分析留學(xué)之路,讓學(xué)生理解用動能定理解決恒定力作用下的問題要優(yōu)于牛頓運動定律。在課程資源的開發(fā)、優(yōu)化與整合中,應(yīng)讓學(xué)生在課堂上實際進行兩種方法的相關(guān)計算。例1之后,應(yīng)讓學(xué)生補充進行曲線運動中合力所作功和變力所作功的相關(guān)計算。
通過例2的探究,了解正功、負(fù)功的物理意義,初步從能量守恒與能量轉(zhuǎn)換的角度理解功。
從態(tài)度、情感和價值觀的角度看,在試圖解決程序性問題的過程中,體驗物理學(xué)既是一門基于實驗探索的實驗學(xué)科,又是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)語言和邏輯的學(xué)科。只有對兩種方法論體系給予同等重視,才能有效地認(rèn)識自然,揭示客觀世界存在的物理規(guī)律。
1. 教學(xué)狀況
通過初中的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)對功、動能的概念有了相關(guān)的認(rèn)識,通過第六節(jié)的實驗探索,我們認(rèn)識到了功和物體運動速度的變化之間的關(guān)系。將本課設(shè)計為理論探索課,具有積極的意義。因為通過“動能定理”的學(xué)習(xí),我們加深了對“功是能量轉(zhuǎn)換的尺度”的認(rèn)識,對解釋函數(shù)關(guān)系具有深遠(yuǎn)的意義。為此,我們設(shè)計了以下目標(biāo):
2.教學(xué)目標(biāo)
1. 知識和技能
1、了解動能的概念,并能進行相關(guān)計算;
2.理解動能定理的物理意義,并能進行相關(guān)的分析和計算;
3.深化對性的物理含義的認(rèn)識,辨別性在并發(fā)力和多方物理過程作用下的表現(xiàn)形式;
2. 流程與方法
1、掌握恒定力作用下的動能定理的推導(dǎo);
2.理解動能定理在解決變力作用下的問題中的優(yōu)越性;
3.情感態(tài)度和價值觀
理解“狀態(tài)的變化量度量了復(fù)雜過程的量”的物理思想,感受數(shù)學(xué)語言描述物理過程的簡潔之美;
3.確定教學(xué)重點、難點:
重點:動能公式、動能定理的理解和應(yīng)用。
難點:通過對動能定理的理解,加深對功和能量關(guān)系的認(rèn)識。
教學(xué)重點:動能定理的推導(dǎo)
2. 教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法及教具的選擇
根據(jù)《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》和學(xué)生的認(rèn)知特點,在課堂教學(xué)設(shè)計中,要運用問題探索的方法,在學(xué)習(xí)過程中強化學(xué)生基于問題探索的程序性經(jīng)驗。為此,我們采用“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)”,設(shè)計程序化問題,有效引導(dǎo)學(xué)生進行自主、合作、有效的探究學(xué)習(xí)。為此,在教學(xué)設(shè)計中突出“以問題驅(qū)動學(xué)生對教材的理解和相關(guān)內(nèi)容的掌握”、“在問題解決中深化對物理規(guī)律的理解”、“在物理場景的延伸和完善中理解物理現(xiàn)象,深化對物理規(guī)律的應(yīng)用”三個方面。因此,任務(wù)驅(qū)動教學(xué)成為本課重要的教學(xué)方式,同時采用跟蹤式試驗、探究式講解教學(xué)方式;
學(xué)生采取的學(xué)習(xí)方式為:任務(wù)驅(qū)動、自主合作探究;
選擇動態(tài)物理過程的多媒體演示、演示練習(xí)和“任務(wù)驅(qū)動問題”
本課為一課時。
3. 教學(xué)程序
為此,設(shè)計了9個教學(xué)環(huán)節(jié):創(chuàng)設(shè)情景與引入新課;任務(wù)驅(qū)動與感知教材;反饋練習(xí)與跟蹤嘗試;協(xié)作探索與指導(dǎo)監(jiān)控;答疑解惑;以身作則;反饋練習(xí)與自我評價;內(nèi)化反思與自我剖析;教師總結(jié)與作業(yè)。
根據(jù)對先前知識的回顧,提出以下問題:
【提出問題,引入新課】我們利用橡皮筋對小車做功,探究“做功與物體速度變化的關(guān)系”,并得出結(jié)果,但具體的數(shù)學(xué)表達式應(yīng)該是什么呢?這節(jié)課,我們一起來討論這個問題。黑板報1
【任務(wù)驅(qū)動、感知式教材】以問題引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)教材,并帶著這些問題在學(xué)習(xí)小組開展合作學(xué)習(xí),讓士兵教士兵,讓學(xué)生自主掌握基本問題。
在此過程中,教師要不斷引導(dǎo)各學(xué)習(xí)小組的討論和合作學(xué)習(xí),并以學(xué)生的身份積極參與討論。教師要收集一些問題,收集答疑材料,并提供有效的指導(dǎo)服務(wù)。時間限制在10分鐘以內(nèi)。為此,設(shè)計了四個程序性問題,以加強學(xué)生對教材的感知和理解。
1. 動能與什么有關(guān)?如果兩個質(zhì)量相同的物體以相同的速度相向移動,我們?nèi)绾伪容^它們的動能?如果物體 A 以均勻速度沿直線移動高中物理動量定理習(xí)題,而物體 B 沿曲線移動,情況會怎樣?
已知,物體A和物體B的運動狀態(tài)是否相同?動能又如何呢?
汽車勻速直線行駛,車內(nèi)的人相對汽車運動方向。以汽車和地面為參照物,描述是否相同?這說明了什么?從以上問題中,你得出了什么結(jié)論?
2.推導(dǎo)動能定理時,若運動是在實際的水平面上,怎樣推導(dǎo)摩擦力?
如果實際水平面上作用一段時間,發(fā)生位移,然后除去,然后運動停止,如何表達?
3.嘗試運用牛頓運動定律解決課本中例1,比較兩種方法的優(yōu)缺點?
4、做正功和做負(fù)功的現(xiàn)象有哪些?其本質(zhì)是什么?發(fā)表你的看法。
【協(xié)作探索、分享交流】時間限制為8分鐘;
【賽道試煉】教材:1.2.3;時間控制在4分鐘以內(nèi);
【互動交流、填寫教學(xué)案例】時間控制在3分鐘以內(nèi);
【詳解引導(dǎo),解答疑惑】注重知識內(nèi)容的挖掘和適當(dāng)拓展,時間限制為6分鐘。
(1)理解:如果一個物體受到多個并發(fā)的力的作用,這些力同時產(chǎn)生和抵消,則:;
在例1給出的物理場景中,動能定理用于求解合力所作的功,而某一分力又可以通過受力分析圖進一步求解。學(xué)生們對教材第68頁的如下語句非常感興趣:“動能定理不涉及物體運動過程的加速度和時間,因此用它來解決問題往往更為方便。”
如果它發(fā)生在多個物理過程中,且不同過程中的力的數(shù)量不同,則:
(2)對標(biāo)量的理解:
(三)對“增加”一詞的理解;
⑷ 狀態(tài)變化量與過程量的理解:
⑸理解;
⑹了解適用范圍;
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