第一篇：動能定理教學(xué)設(shè)計

探究動能變化跟做功的關(guān)系（教學(xué)設(shè)計）

講課人：趙爭慶

●教學(xué)目標(biāo)

一、知識目標(biāo)

1.理解動能的概念.2.知道動能的定義式，會用動能的定義式進(jìn)行計算.3.理解動能定理及其推導(dǎo)過程，知道動能定理的適用范圍.二、能力目標(biāo)

1.運用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動能定理的表達(dá)式.2.理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力.三、德育目標(biāo)

通過動能定理的演繹推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣.●教學(xué)重點

1.動能的概念.2.動能定理及其應(yīng)用.●教學(xué)難點

對動能定理的理解.●教學(xué)方法

推理歸納法、講授法、電教法.●教學(xué)用具

PPT ●教學(xué)過程

用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo).1.理解動能的概念，會用動能的定義式進(jìn)行計算.2.理解動能定理及其推導(dǎo)過程.3.知道動能定理的適用條件，會用動能定理進(jìn)行計算.學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程.一、引入新課

1.問：什么是物體的動能?物體的動能與什么因素有關(guān)?

2.學(xué)生答：物體由于運動而具有的能叫動能；

物體的動能跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān)系.3.引入 ：那么，物體的動能跟物體的質(zhì)量速度有什么關(guān)系呢?本節(jié)課我們來研究這個問題.［板書課題：動能、動能定理］

二、新課教學(xué)

(一)1.演示實驗：(可利用媒體資料中的動畫)

①介紹實驗裝置：讓滑塊A從光滑的導(dǎo)軌上滑下，與木塊B相碰，推動木塊做功.②演示并觀察現(xiàn)象

a.讓同一滑塊從不同的高度滑下，可以看到：高度大時滑塊把木塊推得遠(yuǎn)，對木塊做的功多.b.讓質(zhì)量不同的滑塊從同一高度滑下，可以看到：質(zhì)量大的滑塊把木塊推得遠(yuǎn)，對木塊做的功多.③從功能關(guān)系定性分析得到：

物體的質(zhì)量越大，速度越大，它的動能就越大.那么動能與物體的質(zhì)量和速度之間有什么定量關(guān)系呢?(二)1.用投影片出示下列思考題：

一架飛機(jī)在牽引力的作用下(不計阻力)，在起飛跑道上加速運動，速度越來越大，問：

①飛機(jī)的動能如何變化?為什么?

②飛機(jī)的動能變化的原因是什么?

③牽引力對飛機(jī)所做的功與飛機(jī)動能的變化之間有什么關(guān)系?

2.學(xué)生討論并回答

①在起飛過程中，飛機(jī)的動能越來越大，因為飛機(jī)的速度在不斷增大.②由于牽引力對飛機(jī)做功，導(dǎo)致飛機(jī)的動能不斷增大.③據(jù)功能關(guān)系：牽引力做了多少功，飛機(jī)的動能就增大多少.3.滲透研究方法：由于牽引力所做的功和動能變化之間的等量關(guān)系，我們可以根據(jù)做功的多少，來定量地確定動能.4.出示思考題二：

如圖所示，一個物體的質(zhì)量為ｍ，初速度為ｖ１，在與運動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移s，速度增大到ｖ 2，則：

①力F對物體所做的功多大?(W＝Fs)

②物體的加速度多大?a＝

③物體的初速、末速、位移之間有什么關(guān)系?

④結(jié)合上述三式你能綜合推導(dǎo)得到什么樣的式子?

⑤在學(xué)生推導(dǎo)的過程中挑選并在實物投影儀上評析：

⑥針對學(xué)生推理得到的表達(dá)式，教師分析概括：合力F所做的功等于 這個物理量的變化；又據(jù)功能關(guān)系，F(xiàn)所做的功等于物體動能的變化，所以在物理學(xué)中就用

這個量表示物體的動能.⑦講述動能的有關(guān)問題：

a.物體的動能等于物體質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半.b.公式E ｋ ＝

c.動能是標(biāo)量

ｄ.動能的單位：焦(J)(三)動能定理

1.我們用E ｋ 來表示物體的動能，那么剛才得到的表達(dá)式可以改寫為：W＝E ｋ 2 －E ｋ 1

2.學(xué)生敘述上式中各個字母所表示的物理量：合力對物體所做的功；物體的末動能；物體的初動能.3.請學(xué)生用語言把上式表達(dá)式敘述出來：合力對物體所做的功等于物體動能的變化.4.教師總結(jié)

通過剛才的分析討論：我們知道合力所做的功等于物體動能的變化，這個結(jié)論叫做動能定理.5.討論

①當(dāng)合力對物體做正功時，物體動能如何變化?

②當(dāng)合力對物體做負(fù)功時，物體動能如何變化? 學(xué)生答：

當(dāng)合力對物體做正功時，末動能大于初動能，動能增加；

當(dāng)合力對物體做負(fù)功時，末動能小于初動能，動能減少.6.教師講解動能定理的適用條件

動能定理既適合于恒力做功，也適合于變力做功，既適用于直線運動，也適用于曲線運動.(四)動能定理的應(yīng)用

1.用多媒體出示下列例題，并用CAI課件模擬題中的物理情景：

一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量ｍ＝5×10 kg，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s＝25.3×10ｍ時，達(dá)到起飛速度ｖ＝60ｍ/s，在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飛機(jī)受到的牽引力.注意：不要限制學(xué)生的解題思路

2.學(xué)生解答上述問題

3.抽查有代表性的解法在實物投影儀上展示：

解法一：以飛機(jī)為研究對象，它做勻加速直線運動受到重力、支持力、牽引力和阻力作用.解法二：以飛機(jī)為研究對象，它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用，這四個力做的功分別為W Ｇ ＝０，W 支 ＝０，W 牽 ＝Fs，W 阻 ＝－ｋｍｇs.據(jù)動能定理得：Fs-kmgs= 代入數(shù)據(jù)，解得F＝1.9×10Ｎ

4.教師講：上邊兩種解法分別是：解法一是用牛頓第二定律和勻變速直線運動的公式求解的，而解法二是用動能定理求解的，那么同學(xué)們比較一下，這兩種解法有什么區(qū)別呢?

5.學(xué)生討論比較后得到：

解法一采用牛頓運動定律和勻變速直線運動的公式求解，要假定牽引力是恒力，而實際中牽引力不一定是恒力.解法二采用動能定理求解.因為動能定理適用于變力，用它可以處理牽引力是變力的情況.而且運用動能定理解題不涉及物體運動過程中的加速度和時間，因為用它來處理問題時比較方便.6.學(xué)生閱讀課文例題的解答過程，概括用動能定理解題的方法和步驟.學(xué)生：①確定研究對象

②分析物體的受力情況，明確各個力是否做功，做正功還是做負(fù)功，進(jìn)而明確合外力的功.③明確物體在始末狀態(tài)的動能.④根據(jù)動能定理列方程求解.三、鞏固練習(xí)

在PPT上

四、小結(jié)

1.物體由于運動而具有的能叫動能，動能可用E ｋ 來表示，物體的動能等于物體的質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半

2.動能是標(biāo)量，狀態(tài)量.3.動能定理是根據(jù)牛頓第二定律F＝ｍa和運動學(xué)公式推導(dǎo)出來的.4.動能定理中所說的外力，既可以是重力、彈力、摩擦力、也可以是任何其他的力，動能定理中的W是指所有作用在物體上的外力的合力的功.5.動能定理的表達(dá)式雖是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下得出的，但對于外力是變力，物體做曲線運動的情況同樣適用.五、作業(yè)

六、板書設(shè)計

第二篇：動能定理教學(xué)設(shè)計

動能定理教學(xué)設(shè)計 第四節(jié) 動能 動能定理

●本節(jié)教材分析

動能定理研究的是質(zhì)點的功能關(guān)系，是本章的重點.本節(jié)在講述動能和動能定理時，沒有把二者分開講述，而是以功能關(guān)系為線索，同時引入了動能的定義式和動能定理，這樣敘述，思路簡明，能充分體現(xiàn)功能關(guān)系這一線索，同時考慮到初中已經(jīng)學(xué)過動能的概念，這樣敘述，學(xué)生容易接受.通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生理解動能定理的推導(dǎo)過程.清楚動能定理的適用條件，通過對比分析使學(xué)生體會到應(yīng)用動能定理解題較牛頓運動定律與運動學(xué)公式解題的不同點：即運用動能定理解題由于不涉及物體運動過程中的加速度和時間，因此用它來處理問題有時比較方便.●教學(xué)目標(biāo)

一、知識目標(biāo)

1.理解動能的概念.2.知道動能的定義式，會用動能的定義式進(jìn)行計算.3.理解動能定理及其推導(dǎo)過程，知道動能定理的適用范圍.二、能力目標(biāo)

1.運用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動能定理的表達(dá)式.2.理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力.三、德育目標(biāo)

通過動能定理的演繹推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣.●教學(xué)重點

1.動能的概念.2.動能定理及其應(yīng)用.●教學(xué)難點

對動能定理的理解.●教學(xué)方法

推理歸納法、講授法、電教法.●教學(xué)用具

投影片、CAI課件、導(dǎo)軌、物塊(或小球兩個).●教學(xué)過程

用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo).1.理解動能的概念，會用動能的定義式進(jìn)行計算.2.理解動能定理及其推導(dǎo)過程.3.知道動能定理的適用條件，會用動能定理進(jìn)行計算.學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程.一、引入新課

1.問：什么是物體的動能?物體的動能與什么因素有關(guān)?

2.學(xué)生答：

物體由于運動而具有的能叫動能；

物體的動能跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān)系.3.引入

那么，物體的動能跟物體的質(zhì)量速度有什么關(guān)系呢?本節(jié)課我們來研究這個問題.［板書課題：動能、動能定理］

二、新課教學(xué)

(一)1.演示實驗：(可利用媒體資料中的動畫)

①介紹實驗裝置：讓滑塊A從光滑的導(dǎo)軌上滑下，與木塊B相碰，推動木塊做功.②演示并觀察現(xiàn)象

a.讓同一滑塊從不同的高度滑下，可以看到：高度大時滑塊把木塊推得遠(yuǎn)，對木塊做的功多.b.讓質(zhì)量不同的滑塊從同一高度滑下，可以看到：質(zhì)量大的滑塊把木塊推得遠(yuǎn)，對木塊做的功多.③從功能關(guān)系定性分析得到：

物體的質(zhì)量越大，速度越大，它的動能就越大.那么動能與物體的質(zhì)量和速度之間有什么定量關(guān)系呢?

(二)1.用投影片出示下列思考題：

一架飛機(jī)在牽引力的作用下(不計阻力)，在起飛跑道上加速運動，速度越來越大，問：

①飛機(jī)的動能如何變化?為什么?

②飛機(jī)的動能變化的原因是什么?

③牽引力對飛機(jī)所做的功與飛機(jī)動能的變化之間有什么關(guān)系?

2.學(xué)生討論并回答

①在起飛過程中，飛機(jī)的動能越來越大，因為飛機(jī)的速度在不斷增大.②由于牽引力對飛機(jī)做功，導(dǎo)致飛機(jī)的動能不斷增大.③據(jù)功能關(guān)系：牽引力做了多少功，飛機(jī)的動能就增大多少.3.滲透研究方法：由于牽引力所做的功和動能變化之間的等量關(guān)系，我們可以根據(jù)做功的多少，來定量地確定動能.4.出示思考題二：

如圖所示，一個物體的質(zhì)量為ｍ，初速度為ｖ１，在與運動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移s，速度增大到ｖ 2，則：

①力F對物體所做的功多大?(W＝Fs)

②物體的加速度多大?a＝

③物體的初速、末速、位移之間有什么關(guān)系?

④結(jié)合上述三式你能綜合推導(dǎo)得到什么樣的式子?

⑤在學(xué)生推導(dǎo)的過程中挑選并在實物投影儀上評析：

⑥針對學(xué)生推理得到的表達(dá)式，教師分析概括：合力F所做的功等于 這個物理量的變化；又據(jù)功能關(guān)系，F(xiàn)所做的功等于物體動能的變化，所以在物理學(xué)中就用

⑦講述動能的有關(guān)問題：

a.物體的動能等于物體質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半.這個量表示物體的動能.b.公式E ｋ ＝

c.動能是標(biāo)量

ｄ.動能的單位：焦(J)

(三)動能定理

1.我們用E ｋ 來表示物體的動能，那么剛才得到的表達(dá)式可以改寫為：W＝E ｋ 2 －E ｋ 1

2.學(xué)生敘述上式中各個字母所表示的物理量： 體的末動能； 物體的初動能.合力對物體所做的功； 物

3.請學(xué)生用語言把上式表達(dá)式敘述出來.合力對物體所做的功等于物體動能的變化.4.教師總結(jié)

通過剛才的分析討論：我們知道合力所做的功等于物體動能的變化，這個結(jié)論叫做動能定理.5.討論

①當(dāng)合力對物體做正功時，物體動能如何變化?

②當(dāng)合力對物體做負(fù)功時，物體動能如何變化? 學(xué)生答：

當(dāng)合力對物體做正功時，末動能大于初動能，動能增加；

當(dāng)合力對物體做負(fù)功時，末動能小于初動能，動能減少.6.教師講解動能定理的適用條件

動能定理既適合于恒力做功，也適合于變力做功，既適用于直線運動，也適用于曲線運動.(四)動能定理的應(yīng)用

1.用多媒體出示下列例題，并用CAI課件模擬題中的物理情景：

一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量ｍ＝5×103 kg，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s＝5.3×102ｍ時，達(dá)到起飛速度ｖ＝60ｍ/s，在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飛機(jī)受到的牽引力.注意：不要限制學(xué)生的解題思路

2.學(xué)生解答上述問題

3.抽查有代表性的解法在實物投影儀上展示：

解法一：以飛機(jī)為研究對象，它做勻加速直線運動受到重力、支持力、牽引力和阻力作用.解法二：以飛機(jī)為研究對象，它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用，這四個力做的功分別為W Ｇ ＝０，W 支 ＝０，W 牽 ＝Fs，W 阻 ＝－ｋｍｇs.據(jù)動能定理得：Fs-kmgs= 據(jù)，解得F＝1.9×10Ｎ 4

代入數(shù)

4.教師講：上邊兩種解法分別是：解法一是用牛頓第二定律和勻變速直線運動的公式求解的，而解法二是用動能定理求解的，那么同學(xué)們比較一下，這兩種解法有什么區(qū)別呢?

5.學(xué)生討論比較后得到：

解法一采用牛頓運動定律和勻變速直線運動的公式求解，要假定牽引力是恒力，而實際中牽引力不一定是恒力.解法二采用動能定理求解.因為動能定理適用于變力，用它可以處理牽引力是變力的情況.而且運用動能定理解題不涉及物體運動過程中的加速度和時間，因為用它來處理問題時比較方便.6.學(xué)生閱讀課文例題的解答過程，概括用動能定理解題的方法和步驟.學(xué)生：①確定研究對象

②分析物體的受力情況，明確各個力是否做功，做正功還是做負(fù)功，進(jìn)而明確合外力的功.③明確物體在始末狀態(tài)的動能.④根據(jù)動能定理列方程求解.三、鞏固練習(xí)

1.改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生改變，在下列情況下，汽車的動能各是原來的幾倍.a.質(zhì)量不變，速度增大到原來的2倍.b.速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍.c.質(zhì)量減半，速度增大到原來的4倍.ｄ.速度減半，質(zhì)量增大到原來的4倍.2.以大小相等的速度分別向豎直方向和水平方向拋出兩個質(zhì)量相等的物體，拋出時兩個物體的動能是否相同?動量是否相同?

3.質(zhì)量10 ｇ，以0.8 km/s飛行的子彈，質(zhì)量60 kg，以10 ｍ/s的速度奔跑的運動員，二者相比，哪一個的動能大?哪一個的動量大? 參考答案：

1.a.動能是原來的4倍.b.動能是原來的2倍.c.動能是原來的8倍.ｄ.動能等于原來的動能.2.動能相同，動量不相同.3.子彈的動能大，運動員的動量大

四、小結(jié)

1.物體由于運動而具有的能叫動能，動能可用E ｋ 來表示，物體的動能等于物體的質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半（2.動能是標(biāo)量，狀態(tài)量.)

3.動能定理是根據(jù)牛頓第二定律F＝ｍa和運動學(xué)公式 推導(dǎo)出來的.4.動能定理中所說的外力，既可以是重力、彈力、摩擦力、也可以是任何其他的力，動能定理中的W是指所有作用在物體上的外力的合力的功.5.動能定理的表達(dá)式雖是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下得出的，但對于外力是變力，物體做曲線運動的情況同樣適用.五、作業(yè)

六、板書設(shè)計

習(xí)題精選

測試一

1、一個人站在陽臺上，從陽臺邊緣以相同的速率v 0 分別把三個質(zhì)量相同的球豎直上拋、豎直下拋、水平拋出，不計空氣阻力，則三球拋出時的動能（）

A、上拋球最大

B、下拋球最大

C、平拋球最大

D、三球一樣大

2、在光滑的地板上，用水平拉力分別使兩個物塊由靜止獲得相同的動能，那么可以肯定（）

A、水平拉力相等

B、兩物塊質(zhì)量相等

C、兩物塊速度變化相等

D、水平拉力對兩物塊做功相等

3、兩個物體A、B的質(zhì)量之比為m A ：m B =2 ：1，二者動能相同，它們和水平桌面的動摩擦因數(shù)相同，則二者在桌面上滑行到停止經(jīng)過的距離之比為（）

A、s A ：s B =2 ：1 B、s A ：s B =1 ：2

C、s A ：s B =4 ：1 D、s A ：s B =1 ：4

4、一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m，這時物體的速度為2m/s，則下列說法中錯誤的是2（）〔g取10m/s〕

A、手對物體做功12J；

B、合外力對物體做功12J；

C、合外力對物體做功2J；

D、物體克服重力做功10J、5、質(zhì)量為 m的物體，在沿斜面方向恒力F 的作用下，沿粗糙的斜面勻速地由A點運動到B點，物體上升的高度為h，如圖所示，則運動過程中（）

A、物體所受各力的合力做功為零

B、物體所受合力做功為mgh

C、恒力F與摩擦力的合力做功為零

D、以上說法都不對

6、下列說法中正確的是

（）

A、運動的物體動能不變，該物體所受的合外力必定為零

B、運動的物體動能不變，該物體所受的合外力一定不為零

C、物體做變速運動，其動能必變化

D、物體做變速運動，其動能可能不變

7、從地面豎直上拋一質(zhì)量為0、4kg的球，若不計空氣阻力，球經(jīng)4s落回地面，則拋出時人對球做的功為

()

A、80J B、160J C、40J D、120J

8、在粗糙水平地面上，使一物體由靜止開始運動，第一次用斜向上的拉力，第二次用斜向下的推力，兩次的作用力大小相等，力與水平方向的夾角也相等、物體的位移也相等、則，這兩種情況下：()

A、拉力和推力做功相等，物體末速度相等

B、拉力和推力做功相等，物體末速度不等

C、拉力和推力做功不等，物體末動能相等

D、拉力和推力做功不等，物體末動能不等 ９、下列說法中正確的時（）

A、動量相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動能大

B、動量相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動能小

C、動能相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動量大

D、動能相同的兩個物體,質(zhì)量大的物體動量小

10、水平面上的一個質(zhì)量為m的物體，在一水平恒力F作用下，由靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)過位移s后撤去F，又經(jīng)過位移2s后物體停了下來，則物體受到的阻力大小應(yīng)是()

A、B、2F C、D、3F

11、一個物體靜置在光滑水平面上，在一個恒力作用下物體沿直線運動、如圖各圖象中能正確描述這個過程的可能是（）

12、質(zhì)量為m的跳水運動員，在高為h的跳臺上以速度v 1 跳起，落入水時的速度為v 2，則跳水運動員跳起時做的功為________，入水前克服空氣阻力做的功為

.13、質(zhì)量為 的物體由 圓弧軌道頂端從靜止開始釋放，如圖所示，A為軌道最低點，A與圓心O，求此在同一豎直線上，已知圓弧軌道半徑為R，運動到A點時，物體對軌道的壓力大小為2、5 過程中物體克服摩擦力做的功。（提示：此過程重力做功為mgR）

14、木塊在水平恒定拉力F的作用下，在水平路面上由靜止出發(fā)前進(jìn)了距離s，隨即撤去F，木塊沿原方向前進(jìn)了2s而停止、設(shè)木塊在全程路面上運動情況相同，求木塊在上述運動全過程中的最大動能等于多少、（用分?jǐn)?shù)表示）

15、質(zhì)量為m的小球從離泥塘高H處由靜止落下，不計空氣阻力，落在泥塘上又深入泥塘 如圖所示，求小球在泥塘中運動時所受平均阻力多大?

后停止，測試一參考答案

1、D

2、D

3、B

4、B

5、A

6、D

7、A

8、B ９、B C

10、C

11、C D 12、13、14、測試二15、1、一質(zhì)量為１kg的物體被人用手由靜止向上提升１ｍ，這時物體的速度是2 ｍ/s，則下列說法正確的是

A.手對物體做功12J

B.合外力對物體做功12 J

C.合外力對物體做功2 J

D.物體克服重力做功10 J

2、質(zhì)點在恒力作用下從靜止開始做直線運動，則此質(zhì)點任一時刻的動能

A.與它通過的位移s成正比

B.與它通過的位移的平方成正比

C.與它運動的時間ｔ成正比

D.與它運動的時間的平方成正比

3、靜止在光滑水平面上的物體，在水平力F的作用下產(chǎn)生位移s，而獲得速度ｖ，若水平面不光滑，物體運動時受到的摩擦力為F/ｎ（ｎ是大于1的常數(shù)），仍要使物體由靜止出發(fā)通過位移s而獲得速度ｖ，則水平力為

A.B.C.nF

D.(n+1)F

4、物體在水平恒力作用下，在水平面上由靜止開始運動，當(dāng)位移為s時撤去F，物體繼續(xù)前進(jìn)3 s后停止運動，若路面情況相同，則物體的摩擦力和最大動能是

A.B.C.D.5、.用豎直向上的恒力將一個質(zhì)量為ｍ的物體從靜止開始向上提起，經(jīng)過時間ｔ１物體上升到ｈ１，經(jīng)過時間ｔ 2 物體上升到ｈ 2，那么

A.恒力F在(t2－t 1)時間內(nèi)平均功率為

B.恒力F在t 2 時間內(nèi)做功為

C.物體在（t 2 －t 1）時間內(nèi)動能改變了

D.物體在t 2 時間內(nèi)動能改變了

6.汽車在拱型橋上由A勻速率地運動到B，下列說法中正確的是

A.牽引力與摩擦力做的功相等

B.牽引力和重力做的功大于摩擦力做的功

C.合外力對汽車不做功

D.重力做功的功率不變

7、動量大小相等的兩個物體，其質(zhì)量之比為2：3，則其動能之比為（）

A．2：3

B．3：4 C．4：9

D．9：4

8、如圖所示，一足夠長的木塊在光滑的水平面上以速度v勻速運動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的小木塊豎直向下輕輕地放在木板的P處．已知物塊m與木板間的摩擦系數(shù)為，為保持木板的速度不變，從物塊m放到木板上到它相對木板靜止的過程中，對木板施一水平向右的作用力F，力F要對木板做功，做功的數(shù)值可能為（）

A．

B．

C．

D．2

9、如圖所示，在一塊水平放置的光滑板面中心開一小孔O，穿過一根細(xì)繩，細(xì)繩的一端用力F向下拉，另一端系一小球，現(xiàn)在開始緩慢增大拉力F，使小球運動半徑逐漸減小，若已知拉力變?yōu)?F，小球運動半徑恰好減為，在此過程中，繩拉力對小球所做的功為（）

A．4Fr

B．

C．

D．

10、一質(zhì)量為m的小球系在一根長為L的細(xì)繩的一端，在細(xì)繩的作用下，沿著豎直平面做圓周運動，球在最高點，細(xì)繩的拉力為 為 ；球在最低點時，細(xì)繩的拉力為

；則球在最高點和最低點的動能分別

11、如圖所示，A、B是位于水平桌面上的兩個質(zhì)量相等的小木塊，高墻壁的距離分別為L和l，與桌面間的摩擦系數(shù)分別為 和，今給A以某一初速度，使之從桌面的右端向左運動，假定A、B之間、B與墻壁之間碰撞時間極短，且碰撞中無動能損失，若要使木塊A最終不會從桌面上掉下來，則A的初速度最大不能超過_____．

12、一顆子彈速度為ｖ時，剛好打穿一塊鋼板，那么速度為2ｖ時，可打穿_____塊同樣的鋼板，要打穿ｎ塊同樣的鋼板，子彈速度應(yīng)為_____.參考答案

1、ACD

2、AD

3、A

4、D

5、D

6、C

7、B

8、C

9、B10、11、12、4；

第三篇：動能和動能定理 教學(xué)設(shè)計

動能和動能定理教學(xué)設(shè)計

一、教材分析

1.內(nèi)容分析

《動能和動能定理》主要學(xué)習(xí)一個物理概念：動能；一個物理規(guī)律：動能定理。從知識與技能上要掌握動能表達(dá)式及其相關(guān)決定因素，動能定理的物理意義和實際的應(yīng)用。

過程與方法上，利用牛頓運動定律和恒力功知識推導(dǎo)動能定理，理解“定理”的意義，并深化理解第五節(jié)探究性實驗中形成的結(jié)論W?v2；

通過例題１的分析，理解恒力作用下利用動能定理解決問題優(yōu)越于牛頓運動定律，在課程資源的開發(fā)與優(yōu)化和整合上，要讓學(xué)生在課堂上切實進(jìn)行兩種方法的相關(guān)計算，在例題１后，要補(bǔ)充合力功和曲線運動中變力功的相關(guān)計算；

通過例題２的探究，理解正負(fù)功的物理意義，初步從能量守恒與轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識功。在態(tài)度情感與價值觀上，在嘗試解決程序性問題的過程中，體驗物理學(xué)科既是基于實驗探究的一門實驗性學(xué)科，同時也是嚴(yán)密數(shù)學(xué)語言邏輯的學(xué)科，只有兩種方法體系并重，才能有效地認(rèn)識自然，揭示客觀世界存在的物理規(guī)律。

2.內(nèi)容地位

通過初中的學(xué)習(xí)，對功和動能概念已經(jīng)有了相關(guān)的認(rèn)識，通過第六節(jié)的實驗探究，認(rèn)識到做功與物體速度變化的關(guān)系W?v2。將本節(jié)課設(shè)計成一堂理論探究課有著積極的意義。因為通過“動能定理”的學(xué)習(xí)，深入理解“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”，并在解釋功能關(guān)系上有著深遠(yuǎn)的意義。為此設(shè)計如下目標(biāo)：

二、目標(biāo)分析

1、三維教學(xué)目標(biāo)

（一）、知識與技能

1．理解動能的概念，并能進(jìn)行相關(guān)計算；

2．理解動能定理的物理意義，能進(jìn)行相關(guān)分析與計算； 3．深入理解W合的物理含義； 4．知道動能定理的解題步驟；

（二）、過程與方法

1．掌握恒力作用下動能定理的推導(dǎo)； 2．體會變力作用下動能定理解決問題的優(yōu)越性；

（三）、情感態(tài)度與價值觀

體會“狀態(tài)的變化量量度復(fù)雜過程量”這一物理思想；感受數(shù)學(xué)語言對物理過程描述的簡潔美；

2.教學(xué)重點、難點：

重點：對動能公式和動能定理的理解與應(yīng)用。

難點：通過對動能定理的理解，加深對功、能關(guān)系的認(rèn)識。教學(xué)關(guān)鍵點：動能定理的推導(dǎo)

三、教法和學(xué)法

依據(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)計中要通過問題探究的方式，強(qiáng)化學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中基于問題探究的過程性體驗，為此，采取“任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)”設(shè)計程序化的問題，有效引導(dǎo)學(xué)生自主、合作和有效的探究性學(xué)習(xí)。為此，在教學(xué)設(shè)計中重點突出三個環(huán)節(jié)：“問題驅(qū)動下學(xué)生對教材的理解”、“問題解決中對物理規(guī)律的深化理解”、“引申提高中對物理規(guī)律的深化應(yīng)用”。所以任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)成為本節(jié)課重要的教學(xué)方式，同時采取精講釋疑教學(xué)法；

學(xué)生的學(xué)法采?。喝蝿?wù)驅(qū)動和合作探究；

選取多媒體展示、嘗試練習(xí)題和“任務(wù)驅(qū)動問題” 本節(jié)課為一課時。

創(chuàng)設(shè)情境巡回指導(dǎo)指導(dǎo)調(diào)控精講難點總結(jié)拓展課堂評價提出問題，導(dǎo)入新課任務(wù)驅(qū)動，感知教材合作探究，分享交流精講點撥，釋疑解惑典例引領(lǐng)，內(nèi)化反思課堂總結(jié)，布置作業(yè)回憶舊知自主學(xué)習(xí)討論展示互動交流鞏固應(yīng)用反思總結(jié)

四、教學(xué)過程

設(shè)計成6個教學(xué)環(huán)節(jié)：提出問題，導(dǎo)入新課；任務(wù)驅(qū)動，感知教材；合作探究，分享交流；精講點撥,釋疑解惑；典例引領(lǐng)，內(nèi)化反思；課堂總結(jié)，布置作業(yè)。

基于舊知的復(fù)習(xí)，提出以下問題：

【提出問題，導(dǎo)入新課】通過橡皮筋對小車做功，探究“功與物體速度的變化關(guān)系”，得出了W?v2，但具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式應(yīng)當(dāng)是什么？本節(jié)課我們將一起探討這一問題。板書課題

【任務(wù)驅(qū)動，感知教材】給出問題，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材，并帶著這些問題在學(xué)習(xí)小組內(nèi)進(jìn)行合作性學(xué)習(xí)，進(jìn)行兵教兵，實現(xiàn)基本問題學(xué)生自學(xué)掌握。

在這一過程中教師一定要不斷地巡回指導(dǎo)個學(xué)習(xí)小組的討論與合作性學(xué)習(xí)，以學(xué)生的身份認(rèn)真積極地參與討論。教師要收集一些問題，為釋疑解惑收集素材，進(jìn)行有效地點撥服務(wù)。時間控制在10min內(nèi)。為此設(shè)計了四個程序性問題，加強(qiáng)學(xué)生對教材的感知與理解。

1．動能EK與什么有關(guān)？等質(zhì)量的兩物體以相同的速率相向而行，試比較兩物體的動能？如果甲物體做勻速直線運動，乙物體做曲線運動呢？

已知m1?2m2，v1?v2，甲乙兩物體運動狀態(tài)是否相同？動能呢？

車以速度v0?4m做勻速直線運動，車內(nèi)的人以相對于車1m向車前進(jìn)的方向走動，分ss別以車和地面為參照物，描述的EK是否相同？說明了什么？通過以上問題你得出什么結(jié)論？

2．動能定理推導(dǎo)時，如果在實際水平面上運動，摩擦力為f，如何推導(dǎo)？

如果在實際水平面上F先作用一段時間，發(fā)生的位移L1，爾后撤去，再運動L2停下來，如何表述W合？

3．試采用牛頓運動定律方法求解教材的例題1，并比較兩種方法的優(yōu)劣？ ４.做正功與做負(fù)功表現(xiàn)的現(xiàn)象是什么？本質(zhì)上是什么？表述你的看法。【合作探究，分享交流】討論展示學(xué)案，時間控制在8min內(nèi)；

【精講點撥，釋疑解惑】著眼于知識內(nèi)容的挖掘與適當(dāng)?shù)耐卣埂r間控制在6min內(nèi)。⑴W合的理解：如果物體受到多個共點力作用，同時產(chǎn)生同時撤銷，則：W合＝F合l； 像例題１所給出的物理場景下，運用動能定理求解合力功，通過受力分析圖又可以進(jìn)一步求解某一分力。同學(xué)們對教材73頁“動能定理不涉及物體運動過程的加速度和時間，因此用它處理問題常常比較方便”加深印象。

如果發(fā)生在多物理過程中，不同過程作用力個數(shù)不相同，則：W合＝W1?W2???Wn ⑵對標(biāo)量性的認(rèn)識： ⑶對“增加”一詞的理解； ⑷對狀態(tài)變化量與過程量的理解：

【典例引領(lǐng)，內(nèi)化反思】時間控制在12min內(nèi).對例題１的分析與拓展：

方法體系上“引導(dǎo)學(xué)生分析題干中已知運動學(xué)相關(guān)物理量比較多，要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的受力分析，通過動能定理引導(dǎo)學(xué)生求解合外力，由此再求解某一分力，這是解決問題的一般思路。為加強(qiáng)這兩種方法的對比，一定要引導(dǎo)學(xué)生運用牛頓運動定律進(jìn)行解決。

總結(jié)出利用動能定理的解題步驟；

注重同一物理場景下的變式訓(xùn)練：如何求解阻力？末態(tài)速度？位移？時間？ 給出拓展例題：

拓展例題1：如圖7?1所示，用拉力F作用在質(zhì)量為m的物體上，拉力 與水平方向成?角度，物體從靜止開始運動，滑行l(wèi)1后撤掉F，物體與地面之間的滑動摩擦系數(shù)為?，求：撤掉F時，木箱的速度？木箱還能運動多遠(yuǎn)？

如果拉力的方向改為斜向下，求再滑行的位移？

如果拉力改為水平，路面不同段滑動摩擦系數(shù)是不一樣的，如何表示W(wǎng)f?? 該題目著重考查合力功、正交分解和最值問題。

拓展例題2：如圖7?2所示，一質(zhì)量為m的物體，從傾角為?，高度為h的斜面頂端A點無初速度地滑下，到達(dá)B點后速度變?yōu)関，然后又在水平地面上滑行x0位移后停在C處，求：1．物體從A點滑到B點的過程中克服摩擦力做的功？ 2．物體與水平地面間的滑動摩擦系數(shù)？

3．如果把物體從C點拉回到原出發(fā)點A，拉力至少要做多少功？

引申思考：物體沿斜面下滑過程中，如果在B點放一擋板，且與物體碰撞無能損，以原速率返回，求最終物體停留在什么地方？物體在斜面上通過的路程是多少？

該題目著重考查多方物理過程中合力功、W合的理解，以及W合??Ek在反復(fù)折線運動問題中的相關(guān)應(yīng)用，屬于提高性的題目。

【課堂總結(jié)，布置作業(yè)】

1．對動能概念和計算公式再次重復(fù)強(qiáng)調(diào)。

2．對動能定理的表述、理解、應(yīng)用中采取的思維方法，以及問題類型做必要總結(jié)。3．通過動能定理，再次明確功和動能兩個概念的區(qū)別和聯(lián)系、加深對兩個物理量的理解。以上教學(xué)過程中的著墨部分：【感知教材】、【合作探究】和【釋疑解惑】三部分。作業(yè)：教材P74：1、2、3、4、5；

五、板書設(shè)計

§7.7 動能和動能定理

一、動能表達(dá)式的推導(dǎo)

1、公式推導(dǎo)

2、動能的理解

二、動能定理

1、W合=Ek2-Ek1 物理意義： 理解：

2、應(yīng)用 例題

1、解題步驟 拓展例題

1、拓展例題

2、六、教學(xué)反思

１.在課堂上提出的主要問題都必須是在課前精心設(shè)計好的，問題要緊扣教學(xué)目標(biāo)，突出重點、克服難點、發(fā)展能力、學(xué)會學(xué)習(xí)，要有代表性，能使學(xué)生舉一反

三、觸類旁通。像推導(dǎo)動能定理的時候，必須設(shè)計程序化的問題：如何表征外力F？采取什么方法表征位移l??如何計算恒力功W??

２.提問的目的和方式要隨教學(xué)進(jìn)度靈活變化：復(fù)習(xí)舊課，抓住新舊知識之間的聯(lián)系，提出問題，設(shè)疑激趣，導(dǎo)入新課；表演實驗，列舉實例，提出問題，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和思考；課后結(jié)尾，總結(jié)深化，提出問題，承上啟下，使學(xué)生回味無窮，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

3.動能定理的解題步驟必須強(qiáng)調(diào)到位。

第四篇：動能定理教學(xué)設(shè)計及案例評析匯總

動能定理教學(xué)設(shè)計及案例評析

翟厚嵐

山東師范大學(xué) 教育碩士研究生導(dǎo)師

山東省青年物理教師教學(xué)研究會 學(xué)術(shù)委員會主任 山東師范大學(xué)附中 物理教研組組長 山東省齊魯名師工程人選 山東省教師遠(yuǎn)程培訓(xùn)物理課程專家 張帆

山東師范大學(xué)附屬中學(xué) 高級教師 山東省青年物理教師教學(xué)研究會

常務(wù)理事兼學(xué)術(shù)委員會委員 蔡建國

山東師范大學(xué)附中 高級教師 全國第二屆創(chuàng)新大賽 一等獎 山東省優(yōu)質(zhì)課 一等獎

山東省青年物理教師教學(xué)研究會秘書長 蔡老師：各位老師，大家好！在今天這一講中，我們將以物理必修II中《動能定理》一課為例，繼續(xù)探討有關(guān)物理規(guī)律教學(xué)中的科學(xué)探究問題。同時重點談一下科學(xué)探究中的模型研究法以及物理學(xué)史在教學(xué)方案設(shè)計中的作用。

翟老師，張老師，在動能定理這節(jié)課的教學(xué)過程中，我曾閱讀過新課程4個版本的教科書，關(guān)于動能定理這節(jié)課，沒有一個版本的講法是一樣的，動能定理這節(jié)課在教學(xué)設(shè)計上為什么有這么大的差異呢？

翟老師：因為，教科書體現(xiàn)了教材編寫者的指導(dǎo)思想，它是編寫者在領(lǐng)會課程標(biāo)準(zhǔn)要求之后給出的不同的教學(xué)思路。無論是哪個版本的教科書，其內(nèi)容和深度都應(yīng)該是依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)來確定的，但不同版本的教材滲透了教科書編寫者對課程標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)會。既有對科學(xué)內(nèi)容的把握，又結(jié)合了他們豐富的教學(xué)實踐經(jīng)驗。實際上，教科書是編寫者對教學(xué)內(nèi)容的一個再創(chuàng)造過程。所以同樣的內(nèi)容主題，在程度、要求、呈現(xiàn)方式、側(cè)重點等方面就出現(xiàn)了差異。

張帆：是的，所以我們在備課的時候，也認(rèn)真研究了各種版本的教科書，通過理解教材編寫者對動能定理教學(xué)的設(shè)計意圖，試圖挖掘出他們對這節(jié)課理解的一些共性的東西，在這個基礎(chǔ)上，力爭設(shè)計出適合我們自己的教學(xué)方案。其實在五年課程改革教學(xué)實踐中，我們對動能定理這節(jié)課的教學(xué)思路也是經(jīng)歷了一個逐漸清晰明朗的認(rèn)識過程。

蔡老師：在今年4月份山東省教師培訓(xùn)跟進(jìn)式在線指導(dǎo)時，我瀏覽過教師們關(guān)于《動能定理》這節(jié)課專題研討的帖子，其中的一些帖子確實反映了教師在這節(jié)課的備課和教學(xué)實踐過程中的一些真實想法和遇到的問題。

張帆：關(guān)于這節(jié)課的教學(xué)，我們?nèi)タ纯匆痪€教師是怎么說的吧。場外采訪：一線教師教學(xué)中的疑惑

李成金：動能定理這節(jié)課，重點內(nèi)容是探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系。在學(xué)習(xí)這節(jié)課以前，還沒有學(xué)習(xí)動能的定義。因此，就出現(xiàn)了兩種教學(xué)方法，一個是在研究動能定理表達(dá)式的過程中也在探究動能的意義；還有一種做法是在動能定理規(guī)律的教學(xué)之前先給出動能的概念，這樣就能集中精力探究恒力做功與動能變化之間的關(guān)系，這兩種方案怎么處理比較好呢？

郭富強(qiáng)：動能定理的教學(xué)一般有兩條線，一是數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出這個動能定理表達(dá)式，二是通過實驗探究測量得出恒力的做的功與動能變化的關(guān)系。而動能定理不是一個實驗定律，也就是說它不是從實驗中得出來的規(guī)律，有的老師以前曾經(jīng)對我用實驗探究的方法探究動能定理提出異議?？墒牵炭茣鲜沁@樣要求用實驗探究的。這個問題究竟應(yīng)該怎樣處理呢？

課標(biāo)學(xué)習(xí)，探討四個問題

蔡老師：郭老師、李老師提的問題很有代表性，帶著這些問題，我們先來看一下有關(guān)《動能定理》這節(jié)課高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)里是怎么寫的。

高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)

通過實驗，探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系。理解動能和動能定理。

用動能定理解釋生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象。

例：用打點計時器或光電計時器探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系。例：從牛頓第二定律導(dǎo)出動能定理。

活動建議：通過查找資料、訪問有關(guān)部門，收集汽車剎車距離與車速關(guān)系的數(shù)據(jù)，嘗試用動能定理進(jìn)行解釋。

翟老師：上面從大家的交流中，我們了解了各種版本教材編寫上存在著的差異，了解了一線教師在教學(xué)實踐中的困惑，同時學(xué)習(xí)了動能定理這節(jié)課高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，下面我們具體的談一談本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的分析選擇以及教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定。從課程標(biāo)準(zhǔn)中我們可以看出，在動能定理這節(jié)課中，涉及到的主要內(nèi)容有：動能的概念、恒力做功與動能關(guān)系的實驗探究、動能定理及其應(yīng)用。這節(jié)課教師在教學(xué)設(shè)計中首先需要解決的問題有：①實驗探究在本節(jié)課教學(xué)中的作用是什么。②怎樣設(shè)計動能概念的教學(xué)。③實驗探究與數(shù)學(xué)推導(dǎo)的關(guān)系是怎樣的。④恒力做功與動能變化到動能定理的過渡。下面我們通過分析教材、分析學(xué)生、回顧物理學(xué)史，談一下如何解決這幾個問題。

教學(xué)設(shè)計中需要解決的問題

1.實驗探究在本節(jié)課教學(xué)中的作用是什么。2.怎樣設(shè)計動能概念的教學(xué)。

3.實驗探究與數(shù)學(xué)推導(dǎo)的關(guān)系是怎樣的。

4.恒力做功與動能變化到動能定理結(jié)論的得出怎樣設(shè)計。

我們先看一下第一個問題，實驗探究恒力做功與動能變化關(guān)系的意義。前面我們介紹過，物理定理是由理論演繹推理的結(jié)果，它的建立需要由事實證據(jù)來檢驗。因此，動能定理這節(jié)課實驗探究的意義是很明確的。因此，動能定理的學(xué)習(xí)應(yīng)該安排學(xué)生探究實驗。

物理定理是由理論演繹推理的結(jié)果，它的建立需要由事實證據(jù)來檢驗。

蔡建國：那第2個問題，剛才李老師提到的關(guān)于動能的教學(xué)，在不同版本的教材中也有所體現(xiàn)，比如，有的教材，在定性了解動能大小因素的基礎(chǔ)上，直接給出了動能的定義1/2mv2，有的教材，是在實驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合理論推導(dǎo)，探究了1/2mv2的物理意義，從而給出了動能的定義，有的教材，在牛頓定律推導(dǎo)動能定理的過程中，討論出了動能的定義，有的教材，從功能關(guān)系入手，根據(jù)計算做功的多少找出動能的表達(dá)式。

張帆：對動能這個概念的要求，從課程標(biāo)準(zhǔn)來看重要的是理解。而如何能夠使學(xué)生理解這個概念，看來不同教材的編寫者設(shè)計的過程是不一樣的。但都在用不同的方式，努力讓學(xué)生理解這個概念。翟老師：其實，動能概念的教學(xué)其意義不僅僅在了解動能與質(zhì)量、速度的平方有關(guān)，在了解了動能概念在物理學(xué)史上的建立過程以后，也就明白為什么有的教材通過舉例定性的分析的方法直接定義動能了。從物理學(xué)史中也了解到功的概念也是直接定義給出的。因此，在教學(xué)上可以采用在分別給出功與動能的定義以后，學(xué)生可以把關(guān)注點集中到物體做功與動能變化的研究上來。也就是說，并不是所有的概念都要通過探究才能夠教學(xué)的。

也只有當(dāng)理解了物理學(xué)史中介紹的動能概念建立的意義以后，才覺得先定義動能表達(dá)式還是在動能定理表達(dá)式推導(dǎo)出來以后再指出1/2mv2描述的是動能，已經(jīng)不是那么重要了，重要的是講清楚動能概念的意義。下面我們來看一下物理學(xué)史上有關(guān)的資料。

張帆：恩格斯在《自然辯證法》中指出：“理論力學(xué)得出了活力這一概念，應(yīng)用力學(xué)得出了功這一概念，??以致許多年來都沒有認(rèn)識到這兩個概念之間的相互聯(lián)系，他們最后采用1/2mv2作為二者的量度，并不是因為對事情本質(zhì)的了解，而是為了計算簡單的緣故。

翟老師：現(xiàn)在看來，就算是用牛頓定律通過恒力做功整理出動能定理的表達(dá)式，歷史上人們也不了解1/2mv2的意義是什么。只是看到了這樣一個關(guān)系式而已。恩格斯把這個原理表述為：能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。它把各種自然現(xiàn)象用定量的規(guī)律聯(lián)系起來，找到了各種現(xiàn)象的公共量度—能量，說明了不同形式在相互轉(zhuǎn)化中有量的共同性。也就是說，機(jī)械運動、熱運動、電磁運動、化學(xué)運動等等，都不過是同一的運動在不同條件下的各種特殊形式，它們在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，而不發(fā)生量上的任何損耗。

事實上，19世紀(jì)中葉，各種自然現(xiàn)象之間相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的事實已被相繼發(fā)現(xiàn)，以一種相互聯(lián)系的觀點去觀察自然，功和動能之間的關(guān)系的解釋、概念的厘清，能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的確立，都是當(dāng)時自然科學(xué)的新成就，從哲學(xué)的層面揭示了它們的本質(zhì)。

翟老師：閱讀物理學(xué)史讓我們了解到，動能概念的建立經(jīng)歷了200年的時間，動能定理表達(dá)式的推導(dǎo)不是一件困難的事，而困難的是表達(dá)式中的1/2mv2的物理意義是什么，以及1/2mv2能用來描述物體做功與能量之間的變化，建立這樣一個概念才是理論體系中一件非常困難的事情。它要通過實驗證明1/2mv2能夠表達(dá)做功與能量變化的關(guān)系。才能做出動能的定義。而不是表達(dá)式出來了，就能定義動能的概念了。

如果我們試圖在導(dǎo)出表達(dá)式以后再說這是動能，其差別其實不是太大，這個老師們可以根據(jù)自己的理解設(shè)計這一段的教學(xué)。換句話說，重點不是讓大家去推導(dǎo)出哪個表達(dá)式是動能，而是要讓學(xué)生理解動能1/2mv2能夠描述做功與能量之間的變化關(guān)系。這也是我們想在這里介紹物理學(xué)史能夠幫助教師理解并選擇教材內(nèi)容、制定教學(xué)方案的意義所在。

3.實驗探究與數(shù)學(xué)推導(dǎo)的關(guān)系是怎樣的。談建模

蔡建國：下面我們討論第3個問題是實驗探究與數(shù)學(xué)推導(dǎo)的關(guān)系是怎樣的。

剛才郭老師還提到一個問題，就是實驗與數(shù)學(xué)推導(dǎo)兩條線教學(xué)的選擇問題。把實驗探究放在動能定理的理論推導(dǎo)之前，還是放在之后的問題。

張帆：對實驗探究與數(shù)學(xué)推導(dǎo)的關(guān)系我們回到課程標(biāo)準(zhǔn)看看。高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) 通過實驗，探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系。理解動能和動能定理。

用動能定理解釋生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象。

例：用打點計時器或光電計時器探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系。例：從牛頓第二定律導(dǎo)出動能定理。

活動建議：通過查找資料、訪問有關(guān)部門，收集汽車剎車距離與車速關(guān)系的數(shù)據(jù)，嘗試用動能定理進(jìn)行解釋。

我們看到：標(biāo)準(zhǔn)上舉例1：用打點計時器或光電計時器探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系。

舉例2：從牛頓第二定律導(dǎo)出動能定理。即：教學(xué)建議里實驗、推導(dǎo)兩種方式都有。但并沒有先后順序上的要求。

翟老師：我覺得有必要介紹一下科學(xué)研究中的建模問題。動能定理這節(jié)課是一節(jié)非常典型的綜合性的科學(xué)探究課例，它不同于前面分析過的《摩擦力》、《力的合成》兩節(jié)課，那兩節(jié)課是科學(xué)探究中以實驗方式為主的探究課例，而動能定理中的科學(xué)探究是把數(shù)學(xué)推導(dǎo)、實驗論證及抽象思維高度結(jié)合在一起的，用牛頓第二定律的推導(dǎo)與實驗探究的結(jié)合才能構(gòu)建動能定理的模型，這是這節(jié)課的一個難點，也是我們通過兩輪的教學(xué)實踐才悟出來的，當(dāng)建立了有關(guān)動能定理的模型以后，很多困惑都迎刃而解了。

蔡老師：這里翟老師提出了動能定理的模型，這好像和我們平時所說的模型不太一樣啊，比如說到模型，我們首先想到的是像質(zhì)點啊，點電荷啊這類模型。這里動能定理的模型該怎么理解呢？

翟老師：為了說明這個問題，我們先來看一下美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于模型的定義：

模 型

模型是與真實物體、單一事件或一類事件對應(yīng)的而且具有解釋力的試探性體系或結(jié)構(gòu)。

模型可以幫助科學(xué)家和工程師了解事物的運作方式。

模型有很多形式，包括物理物體、計劃、思維構(gòu)造物、數(shù)學(xué)方程式和計算機(jī)模擬。

翟老師： 模型不僅可以是一個與真實物體對應(yīng)的物理物體，象質(zhì)點、點電荷等模型，還可以是一個有一定數(shù)學(xué)推導(dǎo)與實驗測量高度結(jié)合在一起的一個思維構(gòu)造物，像彈簧振子模型，不能簡單理解為一個輕彈簧和一個質(zhì)點的簡單組合，它僅僅是模型中的一個物體，其中還包含一個反映其運動規(guī)律的經(jīng)過實驗檢驗的數(shù)學(xué)表達(dá)式，再比如衛(wèi)星運行模型，也不能簡單的理解為一個質(zhì)點，還應(yīng)該包括能描述其圓周運動規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

張帆：關(guān)于建模思想和科學(xué)研究中的物理模型的研究方法問題，我們采訪了山東師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院院長、博士生導(dǎo)師王傳魁教授。

采訪:專業(yè)人士對模型的運用。

蔡老師：這樣看來，建立這樣的物理模型的意義在于，實際物體運動情況比較復(fù)雜，使得我們研究起來困難很大，所以在探究動能定理時，就有必要通過建立物理模型來實現(xiàn)，建模的主要目的是抓住主要矛盾，忽略次要因素。有了這種建立模型的思想之后，在動能定理的探究過程中，就應(yīng)該在實驗探究中包含了理論推導(dǎo)和實驗測量與檢驗兩部分內(nèi)容了。

張帆：從建模的角度來看，本節(jié)課中的探究實驗應(yīng)該是建立模型過程中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，它的作用應(yīng)該是對模型中數(shù)學(xué)表達(dá)式的一種檢驗，有了這樣的認(rèn)識之后，實驗探究是放到恒力做功與動能變化關(guān)系的理論推導(dǎo)之前或者之后，似乎就不是那么重要了。翟老師：是這樣的，當(dāng)我們回顧了物理學(xué)史以后，覺得通過牛頓第二定律推導(dǎo)出動能定理的表達(dá)式并不困難，但是表達(dá)式所揭示的物理意義卻并不清楚，因此也就生成了要探究的問題。在這里實驗研究所要探究的是：表達(dá)式中的各個物理量是不是可以測量，怎么測，然后通過實驗求證他們是否滿足像表達(dá)式中所表達(dá)的關(guān)系，其實最重要的是要通過大量的實例，讓學(xué)生理解做功與動能轉(zhuǎn)化之間的物理意義。

張帆：在推出了恒力做功與動能變化的關(guān)系并進(jìn)行了實驗探究之后，為了最終能完善動能定理這個模型，我們還需要做哪些工作？

蔡老師：那應(yīng)該是用具體實驗創(chuàng)設(shè)情境，然后抽象出能夠描述這個物體運動過程的物理模型然后對模型進(jìn)行研究。

翟老師：為什么要做一個實驗?zāi)?？這是因為，實驗情境與自然世界的情境不同，實驗情境具有典型性和簡約性，它忽略了無關(guān)因素，突出了所要探究的因素，它滲透著某種理論假設(shè)，是把客觀的自然世界中的現(xiàn)象 對象化、使其成為探究的對象，并為探究服務(wù)。建模之后，就生成了要探究的物理問題，科學(xué)探究中的問題是指可能尋求到答案的物理問題。在這里，就是要研究表達(dá)式中對物體所做的功與動能變化之間的關(guān)系，這個問題必須以物理語言重新描述，并與實驗情境相結(jié)合，形成一個科學(xué)問題。

蔡老師：我們對實驗在本節(jié)課中的作用應(yīng)該有了一個新的認(rèn)識。那么，我們在研究了恒力做功和動能變化的關(guān)系實驗之后，是不是就可以得出動能定理了呢？

張帆：還不能這樣理解。課程標(biāo)準(zhǔn)中提出“通過實驗，探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系?！敝档米⒁獾氖翘骄亢懔ψ龉εc物體動能變化的關(guān)系，并沒有說通過實驗來探究動能定理，恒力做功與動能變化的關(guān)系只是動能定理中反映出的一個特例，它離動能定理還是有一段距離的，這僅僅是為探究動能定理做的第一步工作，這是我們的理解。那么，這個實驗探究，在動能定理這節(jié)課中的作用究竟是什么？它和動能定理的教學(xué)究竟是一種什么關(guān)系？

翟老師：恒力做功與動能變化的關(guān)系，只是動能定理所對應(yīng)的在恒力作用下這種特殊情況下的功和動能之間的關(guān)系，不能代表具有普遍性的動能定理。我們需要在這個基礎(chǔ)之上，使模型得到不斷的完善，越來越接近動能定理的最終模型，就應(yīng)該采用控制變量的研究方法，不斷的增加變量，不斷地通過實驗與理論推導(dǎo)，一步步的使模型變得更加接近動能定理所描述的，最終才能得到動能定理的結(jié)論。

張老師：也就是說，在這節(jié)課中，關(guān)于恒力做功與動能變化關(guān)系的研究，它是來自一個具體的實際過程，同時又指向了動能定理，起到了一個承上啟下的橋梁作用。

翟老師：對。在研究了恒力做功與動能變化的關(guān)系之后，要繼續(xù)給學(xué)生創(chuàng)造新的情景，不斷改變物體的受力情況，增加受力個數(shù)，研究各種做功及動能轉(zhuǎn)化之間的關(guān)系，使學(xué)生認(rèn)識問題的層次逐步遞進(jìn)，最終認(rèn)識到：是合外力做功與動能改變量之間的關(guān)系，從而，得到動能定理這個結(jié)論。我們來看一下關(guān)于模型與科學(xué)研究的進(jìn)一步解釋。

“學(xué)生探究活動的最終目的應(yīng)該是構(gòu)建一種解釋方案或者是建立一個模型”。

“科學(xué)解釋就是把現(xiàn)有的科學(xué)知識和來自觀察、實驗或者模型的新證據(jù)組合成具有內(nèi)在已知的、符合邏輯的說明?；蛘哒f，科學(xué)解釋就是用科學(xué)的概念框架解釋、說明事物的含義原因。

關(guān)于用動能定理課的教學(xué)目標(biāo)及整體設(shè)計

蔡老師：剛才就動能定理這節(jié)課，我們依據(jù)課標(biāo)的要求，討論了關(guān)于實驗探究在定理研究中的作用、動能概念的教學(xué)設(shè)計、模型在科學(xué)研究中的建構(gòu)、在模型的基礎(chǔ)上不斷增加變量研究了做功與動能變化關(guān)系，這四個重點問題。根據(jù)我們的理解，設(shè)定了如下的教學(xué)目標(biāo)：

知識與技能

1、理解動能的概念；

2、知道動能的定義式，會用動能的定義式進(jìn)行計算；

3、理解動能定理及其推導(dǎo)過程，知道動能定理的適用范圍。過程與方法

1、建立物理模型的方法，學(xué)會用物理模型來解決生活問題

2、運用演繹推導(dǎo)方式推導(dǎo)動能定理的表達(dá)式。

3、通過實驗研究恒力做功與動能變化的關(guān)系。

3、理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。情感態(tài)度和價值觀

通過動能的得出和動能定理的推導(dǎo)與實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

張帆：下面我們先來看一下關(guān)于探究動能和動能定理實驗探究教學(xué)的一個整體設(shè)計方案。

1.創(chuàng)設(shè)情景，提出問題，說明在研究有些問題時牛頓定律是比較困難的，從而引出本節(jié)課的研究主題：探究做功與能量變化的關(guān)系

2.通過對汽車啟動實例的定性分析，建立物理模型，并進(jìn)行定量研究

3.探究動能的物理意義，以及對動能概念的進(jìn)一步理解 4.做功與動能變化的深入研究 5.動能定理的得出

6.動能定理的應(yīng)用

事件5張老師：首先我們來看一下第一個教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)片段 播放第一段教學(xué)片段

蔡老師：在這個環(huán)節(jié)中，為探究動能的定義，我們創(chuàng)設(shè)了一個運動的情景，設(shè)計這個情景的目的之一是，我們要使學(xué)生意識到，牛頓定律解決絕大部分機(jī)械運動還是比較方便的，但在解決有些機(jī)械運動特別是含有其他運動形式，比如熱運動時會不方便，也讓學(xué)生了解了研究動能和動能定理的目的。目的之二，為后來從牛頓定律到恒力做功與動能變化關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式的變形做好了鋪墊，為這種變形提供了靈感，使得這種變化更加自然。

翟老師： 可以看出，這段設(shè)計中的實例也是精心設(shè)計的，第一個是動力功使物體的動能增加的運動；第二個是動能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；第三個是子彈出槍膛化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能。這三個情境可以讓學(xué)生經(jīng)過分析，進(jìn)入教師設(shè)定的情景，從而明確我們今天要探究的問題是與動能的轉(zhuǎn)化有關(guān)系的。

張帆：歸納起來說：第一個環(huán)節(jié)的目的是：創(chuàng)設(shè)情景，提出問題。下面我們看一下有關(guān)建模的第二段教學(xué)片段。

播放第二段教學(xué)片段

蔡老師：第二階段是從汽車啟動這個實例出發(fā)，經(jīng)過簡化從中抽象出第一個簡單模型，就是只在恒力作用下做勻加速直線運動的質(zhì)點，利用牛頓定律，通過對這個運動的研究，得到了他所遵循的數(shù)學(xué)表達(dá)式，同時，再利用實際的汽車啟動過程，對其遵循的規(guī)律進(jìn)行檢驗，結(jié)果若是符合實際情況的，這個表達(dá)式就能夠描述物體的運動規(guī)律。

翟老師：在這個教學(xué)環(huán)節(jié)中，蔡老師充分展示了建模的物理過程： 1.創(chuàng)設(shè)情景實驗

2.建立運動物理的實體模型 3.減少變量

4.用牛頓定律描述物體的運動規(guī)律

5.建立一個描述水平運動物體的具有一定數(shù)學(xué)規(guī)律的與實驗測量高度結(jié)合在一起的一個物理模型。我們在教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生對實際問題物理過程的分析，養(yǎng)成建立模型解決問題的良好習(xí)慣，學(xué)會利用建模的方法研究物理問題。這樣，學(xué)生在遇到新類型的問題時，就能自己建模并解答問題，這樣會提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。

張帆：其次，使學(xué)生盡量運用建模的方法來分析解決問題也是跳出“題海戰(zhàn)術(shù)”的誤區(qū)、解決時間緊任務(wù)重的有效方法之一。另外有些問題也絕對不是靠簡單的死記硬背書本知識和套用物理公式就能解決的，往往需要借助建模才能方便地解決。當(dāng)然，在解決實際問題的過程中，學(xué)生的建模能力也將得到進(jìn)一步地訓(xùn)練和發(fā)展。

蔡老師：在有了這個模型的基礎(chǔ)上，通過引導(dǎo)學(xué)生思考、分析表達(dá)式中的FS的意義，進(jìn)而給出動能的定義，請大家看第三部分動能意義的課堂教學(xué)片段。

播放第三段、播放第四段教學(xué)片段

蔡老師：在這個環(huán)節(jié)中，通過對所建立的模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式的分析，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)與能量相關(guān)的物理量，這就是FS，并通過對汽車啟動實例的分析，知道做功與能量變化的關(guān)系，進(jìn)而找到動能的意義，給出動能的定義，為了使學(xué)生能夠理解動能的意義，進(jìn)一步從做功與動能變化的關(guān)系出發(fā)理解動能的單位和標(biāo)量。

張帆：看來蔡老師在給出動能這個環(huán)節(jié)中，是從模型的數(shù)學(xué)推導(dǎo)中，結(jié)合舉例給出動能的定義，這里面暗含了功能關(guān)系的因素。為后面分析動能定理的本質(zhì)也起到了一個鋪墊的作用。

翟老師：這個環(huán)節(jié)中，如果直接通過定性的實例分析，再給出動能的概念，事實上在教學(xué)上是降低了難度，通過一些實際的情景讓學(xué)生去體會動能的意義，同樣可以達(dá)到理解動能與物體的質(zhì)量、速度的平方有關(guān)的目的。

那樣處理，就很容易直接探究做功與動能之間變化關(guān)系。學(xué)完動能定理以后，經(jīng)過老師適當(dāng)?shù)狞c撥，也可以幫助學(xué)生進(jìn)一步理解動能的概念。

蔡老師：給出動能的概念后，下一環(huán)節(jié)就將進(jìn)入動能定理的教學(xué)了，請看視頻 播放第五段、第六段教學(xué)片段 張帆：可以看出，剛才蔡老師在這一段設(shè)計中，體現(xiàn)了前面翟老師所提到的，通過不斷改變變量，使模型不斷升華，從而使這個模型逐漸靠近動能定理，進(jìn)而得到動能定理。

蔡老師：確實也是這樣考慮的，因為單獨一個恒力做功與動能變化的關(guān)系，不能等同與動能定理，所以需要，逐步深化，將模型由一個力到多個力，由只有動力做功到含有阻力做功，由正功到負(fù)功，使學(xué)生逐漸認(rèn)識最終的模型應(yīng)該是合外力做功與動能變化的關(guān)系。

翟老師：這里不斷增加變量的研究方法，其意義不僅僅在于我們設(shè)計了有摩擦和無摩擦兩種情況的探究實驗，更主要的目的是讓學(xué)生了解，一個實驗結(jié)論的得出，遠(yuǎn)不是象完成一組實驗就可以得出結(jié)論那么簡單，需要不斷增加變量分析各種情況，并且收集更多的證據(jù)，才能夠得出結(jié)論。

學(xué)生分組測量的這個教學(xué)環(huán)節(jié)中，蔡老師也注意到了在設(shè)計實驗方案、測量哪些物理量、怎樣測量等問題時都介紹的比較清楚，并重點介紹了測量拉力方法的改進(jìn)，使學(xué)生不僅知道了要測量哪些物理量，還了解了通過這套傳感器的實驗儀器是怎樣實現(xiàn)測量拉力的。這樣以后學(xué)生也能夠自己設(shè)計改進(jìn)實驗方案了。

張帆：這個實驗中需要測量的物理量比較多，有：質(zhì)量、初速度、末速度、位移、拉力，如果用傳統(tǒng)的儀器是可以完成這個實驗的，但是，課上我們要用大量的時間進(jìn)行數(shù)學(xué)運算，完成表達(dá)式的兩邊測量結(jié)果相等的任務(wù)。而采用了傳感器并經(jīng)過計算機(jī)的計算，就可以很快處理完數(shù)據(jù)，把精力放到實驗探究的過程上來。

我發(fā)現(xiàn)，在改變變量的過程中，沒有涉及到變力做功，是什么原因呢？

蔡老師：把變力做功納入到變量的一種情況，當(dāng)然是好，但是考慮到高中階段變力做功比較難研究，取證上也比較困難，所以把該環(huán)節(jié)略掉，放到了動能定理得出之后，側(cè)重讓學(xué)生運用動能定理解決變力做功問題。

張帆：由此看來，動能定理結(jié)論的得出，也還是不能把所有的情況都探究以后才得出定律。翟老師： 其實，這個環(huán)節(jié)把問題倒過來，得出結(jié)論后，提出變力做功問題讓學(xué)生思考，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，在用動能定理解決變力做功的問題時，完全可以用初、末兩個狀態(tài)量的變化即動能的變化來計算。這樣就學(xué)會了另外一種除了牛頓定律以外的解決這類問題的新方法。

其實通過物理學(xué)史的回顧，我們應(yīng)該進(jìn)一步認(rèn)識到，物體模型第一步水平恒力做功能量只是在機(jī)械能之間變化，并沒有發(fā)生質(zhì)的改變。而當(dāng)汽車減速，把動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以后，能的性質(zhì)發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)化，因此，正像恩格斯認(rèn)為運動的不滅不能僅僅從數(shù)量上去把握，而且還必須從質(zhì)的轉(zhuǎn)化上去理解。它在《反杜林論》中指出：

“如果說，新發(fā)現(xiàn)的、偉大的運動基本規(guī)律，十年前還僅僅概括為能量守恒定律，僅僅概括為運動不生不滅這種表述，就是說僅僅從量的方面概括它，那么，這種狹隘的、消極的表述日益被那種關(guān)于能的轉(zhuǎn)化的積極的表述所代替，在這里，過程的質(zhì)的內(nèi)容第一次獲得了自己的權(quán)利。

恩格斯指出，在不發(fā)生機(jī)械運動“消失”而產(chǎn)生其他形式的運動的情況下（如簡單機(jī)械平衡條件下的運動傳遞，完全彈性碰撞）運動的傳遞和變化都可以用動量mv去量度。當(dāng)發(fā)生機(jī)械運動的“消失”而其他形式的運動產(chǎn)生，即機(jī)械能和其他形式的能（包括勢能、熱能、電磁能、化學(xué)能）相互轉(zhuǎn)化的過程，在所有這些情況下，都應(yīng)以1/2mv2去量度。

在這里，我想這個設(shè)計應(yīng)該是想 著重強(qiáng)調(diào)做功使動能轉(zhuǎn)化成為其他性質(zhì)的能了。

張帆：按照課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，還要用動能定理解釋生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象。作為一線教師，得出動能定理之后，下一環(huán)節(jié)一般就是用動能定理來解題，會忽略用它來解釋生產(chǎn)生活中的物理現(xiàn)象，關(guān)于這一點，在課堂上，蔡老師是怎么解決的呢？

蔡老師：我認(rèn)為，課程標(biāo)準(zhǔn)中所說的，用動能定理解釋生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象，重在理解動能定理所反映出來的本質(zhì)問題，這就是能量轉(zhuǎn)化問題，不僅僅是一種數(shù)學(xué)關(guān)系，如果，忽視這一點，重在解題訓(xùn)練，對學(xué)生理解動能定理的本質(zhì)問題是不利的，那只是一種數(shù)學(xué)關(guān)系的套用。所以我認(rèn)為，在得出動能定理之后，還是先讓學(xué)生用動能定理解釋生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象，初步認(rèn)識其本質(zhì)，然后再進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩窟\算，把動能定理的模型應(yīng)用到實際生活中去，再次加深對動能定理的認(rèn)識，這樣做的效果可能會更好一些。

在這個環(huán)節(jié)上，我是這樣設(shè)計的，請看教學(xué)片段 播放第七段教學(xué)片段

張帆：看了這一段之后，我感覺，在應(yīng)用這一階段，學(xué)生在分析現(xiàn)象時，側(cè)重點放在了分析做功與動能變化的關(guān)系上，沒有深入探討出能定理所包含的本質(zhì)，也就是能量轉(zhuǎn)化問題，與剛才蔡老師所說的有所偏離。

后面的實驗很不錯，它其實是我們在習(xí)題中經(jīng)常遇見的一個模型，在這里讓學(xué)生親自動手體驗、測量，并利用所學(xué)知識來解釋這個物理過程、計算相關(guān)的物理量，學(xué)生既有一種成就感，又加深了對動能定理的理解，今后再解決此類過程的相關(guān)問題時就會變的游刃有余。

蔡老師：我在課后的教學(xué)反思中也發(fā)現(xiàn)了這個問題，就是在對動能定理本質(zhì)的挖掘上，做的不夠，與教學(xué)設(shè)計有一定的差距。這一點在今后教學(xué)中需要改進(jìn)的地方。

翟老師：這個環(huán)節(jié)還可以這么理解，是否有意識的培養(yǎng)學(xué)生用動能定理去解釋生產(chǎn)生活現(xiàn)象，對于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要的。

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們試圖通過物理學(xué)史的回顧，幫助教師理解有關(guān)動能、動能定理揭示的有關(guān)做功與動能變化之間關(guān)系的本質(zhì)。

如果我們把教科書中的物理規(guī)律看作是物理科學(xué)發(fā)展的歷史留給后人的精神文化傳承物，我們就不會把“發(fā)現(xiàn)”物理規(guī)律作為科學(xué)探究的目標(biāo)，而是探究物理規(guī)律的意義，當(dāng)學(xué)生經(jīng)歷了物理實驗過程，觀察了實驗現(xiàn)象，建立了物理模型，測量了各種參量的數(shù)據(jù)，這種體驗就會改變學(xué)生理解規(guī)律的處境，并產(chǎn)生自己創(chuàng)造性的理解，而且，每個人會有不同的理解。因此，這樣的科學(xué)探究的研究對學(xué)生來說是很有意義的。學(xué)習(xí)物理規(guī)律也可以反過來促進(jìn)對事實的理解。在探究物理規(guī)律的過程中，實驗中變量之間的關(guān)系更加清晰，影響實驗測量精度的因素得到控制，實驗事實和實驗結(jié)果也被描述得更加確切，促進(jìn)了學(xué)生對事實的理解。

“科學(xué)課程”中，推行“依據(jù)證據(jù)的解釋”。在高中物理課程中，科學(xué)解釋要求運用定律、定理、理論、模型等更多的科學(xué)知識、邏輯證據(jù)、深入的分析，并更加清楚的展示邏輯、證據(jù)及物理規(guī)律和理論知識之間的關(guān)系。就像動能定理這一節(jié)課，我們經(jīng)歷了創(chuàng)設(shè)情境實驗、建立物理實體模型、實驗獲得證據(jù)、數(shù)學(xué)推理與實驗結(jié)論的結(jié)合，建立了研究問題的模型，并不斷增加變量，使其逐漸接近動能定理的內(nèi)容。因此，在物理課程中，對科學(xué)解釋提出了更高的要求，既有對物理現(xiàn)象及過程定律的解釋，還有對物理規(guī)律及模型的解釋。

這個教學(xué)案例與真實的課堂教學(xué)是會有一定的距離的，我們今天的討論試圖是對一個比較復(fù)雜的科學(xué)探究的問題進(jìn)行嘗試性的研究，主要是科學(xué)探究思想方法上的一次嘗試。

蔡建國：希望老師們通過今天的探討，能有一定的收獲，謝謝兩位嘉賓，謝謝大家。

第五篇：《動能定理的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計

《動能定理的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計

（一）知識回顧

1、總功的兩種求法

W 總＝ F合·S cosθ（各力均為恒力時）

W 總＝W1+W2 +…（運動中受力變化時）

2、動能定理的表述：

W合=?Ek 表達(dá)式為：

外力對物體所做的功等于物體動能的變化。

（二）動能定理的應(yīng)用1、2、3、4、5、常規(guī)題（勻變速直線運動）多過程問題 求變力做功問題 求解曲線運動問題 其他問題

（三）典型例題分析 例

1、恒力直線運動

一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量

m?5.0?103kg

，起

s?5.3?102m飛過程中從靜止開始滑跑的路程為 時，達(dá)到起飛速度

v?60m/s

。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍（k=0.02）。求飛機(jī)受到的牽引力F。

例

2、多過程問題

鐵球從1m高處掉入沙坑,已知鐵球在下陷過程中受到沙子的平均阻力為鐵球重力的20倍,則鐵球在沙中下陷深度為多少m?

例

3、求解曲線運動變力做功問題

某人從距地面25m高處水平拋出一小球，小球質(zhì)量100g，出手時速度大小為10m/s,落地時速度大小為16m/s，取g=10m/s2，試求：

（1）人拋球時對小球做多少功？

（2）小球在空中運動時克服阻力做功多少？ 動能定理是物理學(xué)的重要規(guī)律。

應(yīng)用動能定理分析問題，只需考慮物體初、末狀態(tài)的動能與所做的功，而不必考慮物體加速度和時間，因而往往比用牛頓定律和運動學(xué)規(guī)律更簡便。