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1、2021-2021年高中物理必修二 3.1?探究動(dòng)能變化跟功的關(guān)系?word教案教學(xué)目標(biāo):1、知識(shí)與技能 掌握動(dòng)能的概念和動(dòng)能定理 會(huì)利用實(shí)驗(yàn)探究外力做功與動(dòng)能的變化關(guān)系 理解正功和負(fù)功的概念2、過(guò)程與方法 讓學(xué)生理解探究學(xué)習(xí)的一般程序和方法,培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力。 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)和理論探究驗(yàn)證物理規(guī)律的能力3、情感態(tài)度與價(jià)值觀在學(xué)生討論與交流的根底上組織學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)際操作、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等培養(yǎng)學(xué)生交流合作、分析評(píng)價(jià)探究結(jié)果的能力,以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。教學(xué)重點(diǎn):建立動(dòng)能的概念,實(shí)驗(yàn)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的定量關(guān)系,為理論推導(dǎo)動(dòng)能定 理奠定實(shí)驗(yàn)根底。教學(xué)難點(diǎn):實(shí)驗(yàn)探
2、究外力重力做功與物體動(dòng)能變化的定量關(guān)系教學(xué)方法:理論和實(shí)驗(yàn)雙向探究式教學(xué)教學(xué)媒體:有關(guān)汽車起動(dòng)、加速、減速、剎車等汽車行駛的圖片或多媒體演示的電腦;電火花式 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘、刻度尺教材分析:動(dòng)能變化與功的關(guān)系是對(duì)動(dòng)能定理初步研究的結(jié)論,也是?動(dòng)能的變化與機(jī)械功?整章的前期準(zhǔn)備。先從大量的汽車行駛中的有關(guān)現(xiàn)象入手,得出必須研究動(dòng)能變化與功的關(guān)系從而引入課題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究的欲望;再通過(guò)理論研究汽車動(dòng)能的變化過(guò)程分析推理論證得出動(dòng)能、動(dòng)能的增量、功的概念和定義,以及它們之間的關(guān)系,從而得出動(dòng)能定理,培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力;通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證恒力做功與物體的動(dòng)能變化的關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)
3、行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究活動(dòng);最后通過(guò)案例分析加深對(duì)動(dòng)能定理的理解和初步應(yīng)用, 能用動(dòng)能定理去分析解決限制車速的實(shí)際問(wèn)題。著重引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析論證和實(shí)驗(yàn)探究得出動(dòng)能的變化與功的關(guān)系,并進(jìn)行理解和應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新精神和創(chuàng)新 意識(shí)。學(xué)情分析在初中的功的概念的根底上,通過(guò)直接給出動(dòng)能的表達(dá)式,得出動(dòng)能定理,初步表達(dá)出功是能量變化的量度這一觀點(diǎn);再由動(dòng)能定理出發(fā), 深化功的內(nèi)涵,包括功的普遍公式、正功、負(fù)功、變力做功、功率及其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用等,整體上是循環(huán)上升式的編 排,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和科學(xué)探究要求。本著科學(xué)探究的學(xué)習(xí)與科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)一樣,都要遵循循序漸進(jìn)的原那么,本節(jié)安排的探究實(shí)
4、驗(yàn)“恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系,探究的問(wèn)題可由學(xué)生自己提出, 根據(jù)手頭實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),這樣的設(shè)計(jì)是根據(jù)高一學(xué)生的心理點(diǎn)和認(rèn)知水平?jīng)Q定的。教學(xué)思路:本節(jié)課采用的是理論和實(shí)驗(yàn)雙向探究式教學(xué),探究活動(dòng)的五個(gè)步驟:“創(chuàng)設(shè)情景,“提出問(wèn)題,“猜測(cè)假設(shè),“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,“得出結(jié)論。在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中不必按部就班 每個(gè)環(huán)節(jié)必不可少, 可以按照實(shí)際情況作取舍,或由教師來(lái)完成。鑒于高一學(xué)生具備一定的物理根底,教學(xué)過(guò)程中應(yīng)特別重視物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),發(fā)揮其應(yīng)有的功能,引導(dǎo)學(xué)生參與探究過(guò)程,讓學(xué)生通過(guò)有趣的、 與實(shí)際生活緊密相連的探究活動(dòng),在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí),培養(yǎng)觀 察能力、探究物理規(guī)律的能力和運(yùn)用物理規(guī)律解釋物理現(xiàn)象的
5、能力。教學(xué)中還應(yīng)注意結(jié)合本地實(shí)際情況,加強(qiáng)與實(shí)際的聯(lián)系,使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)生活中科學(xué)、技術(shù)的理解,獲得更多的實(shí)際知識(shí),以適應(yīng)現(xiàn)代化的生活,對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣 教學(xué)過(guò)程:一、設(shè)置情景,引入新課圖片或多媒體展示:汽車行駛中的起動(dòng)、加速、減速、剎車等運(yùn)動(dòng)情況,讓學(xué)生體驗(yàn) 和再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)生的實(shí)際問(wèn)題。提出問(wèn)題:汽車的速度發(fā)生變化,動(dòng)能也發(fā)生變化,汽車的動(dòng)能發(fā)生變化跟牽引力和 行駛的距離有什么關(guān)系?設(shè)計(jì)說(shuō)明:通過(guò)圖片或多媒體展示、教師設(shè)問(wèn)的方式引入新課,能夠貼近學(xué)生的思維 實(shí)際,使學(xué)生從生活走向物理,并激發(fā)其學(xué)習(xí)的興趣和探究的欲望。二、理論探求新知-動(dòng)能和動(dòng)能定理教師引導(dǎo)學(xué)生建模型: 建立汽車在不變的牽引
6、力作用下運(yùn)動(dòng)的模型和物理圖景,設(shè)定 運(yùn)動(dòng)和力的相關(guān)物理量。學(xué)生活動(dòng):利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律,分析汽車動(dòng)能變化的過(guò)程。整理并得出:提出問(wèn)題:你能分析上式的物理意義嗎? Fs的物理意義是什么?耳二2處 右邊的.'又是說(shuō)明什么物理意義呢?設(shè)計(jì)說(shuō)明:培養(yǎng)學(xué)生利用物理模型和現(xiàn)有的物理規(guī)律進(jìn)行理論分析推理的能力解決問(wèn)題:分析理解上式各局部的物理意義。 Fs是牽引力的功 右邊的兩項(xiàng)跟汽車的質(zhì)量和速度有關(guān)動(dòng)能。得出結(jié)論:1、動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)具有的能量叫動(dòng)能。乞二弓粘2 I單位:焦耳 J 1J=1kg?m/s2 動(dòng)能與功一樣,也是標(biāo)量,不受速度方向的影響。 一個(gè)物體處于某確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),它的動(dòng)能就
7、對(duì)應(yīng)于某一確定值,因此動(dòng)能是狀態(tài)量。2、動(dòng)能的增量:一個(gè)過(guò)程的末動(dòng)能減初動(dòng)能 込=E冷-鴦二扌枷f -寺賦深化理解:1、試比擬以下每種情況下,甲、乙兩物體的動(dòng)能:除以下點(diǎn)外,其他情況相 同 物體甲的速度是乙的兩倍; 物體甲向北運(yùn)動(dòng),乙向南運(yùn)動(dòng); 物體甲做直線運(yùn)動(dòng),乙做曲線運(yùn)動(dòng); 物體甲的質(zhì)量是乙的一半。2、答復(fù)課本上的思考題P423、動(dòng)能定理:力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量。即4、動(dòng)能定理的物理意義: 物體的動(dòng)能變化可以用功來(lái)量度;動(dòng)能定理是具有普遍意義 的重要物理規(guī)律。深化理解:過(guò)程量和狀態(tài)量功是力對(duì)物體作用的過(guò)程量,對(duì)應(yīng)的是一段時(shí)間和位移。動(dòng)能是跟物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的狀 態(tài)量,對(duì)應(yīng)的是某個(gè)時(shí)
8、刻和位置。設(shè)計(jì)說(shuō)明:引導(dǎo)學(xué)生對(duì)分析推理的結(jié)論進(jìn)行總結(jié),加強(qiáng)理解,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的分析推導(dǎo)總結(jié)理解的能力三、實(shí)驗(yàn)探求驗(yàn)證 恒力做功和物體動(dòng)能變化的關(guān)系為了研究方便,我們以自由落體運(yùn)動(dòng)中的重力做功為例,研究重力所做的功與物體動(dòng) 能改變量之間的定量關(guān)系。提出問(wèn)題:你能否根據(jù)已有的知識(shí)和利用下面提供的器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),探究一下重 力所做的功與動(dòng)能的變化量的關(guān)系,并以此來(lái)驗(yàn)證動(dòng)能定理?提供的器材有:電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘、刻度尺。 需要測(cè)量和記錄哪些數(shù)據(jù)?請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。 如何利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算重力所做的功和動(dòng)能的變化量? 如何正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果的表格。請(qǐng)發(fā)
9、揮你的想象猜測(cè)一下實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是什么?實(shí)驗(yàn)探究:外力重力對(duì)物體所做的功與物體動(dòng)能的變化關(guān)系請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)已有的知識(shí), 結(jié)合提供的實(shí)驗(yàn)器材, 在小組討論的根底上, 寫出你們的實(shí)驗(yàn)方 案。討論時(shí)請(qǐng)圍繞以下問(wèn)題進(jìn)行:1、如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案?為什么這樣設(shè)計(jì)?實(shí)驗(yàn)結(jié)束后叫學(xué)生上臺(tái)演示其實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程師生探討:如下列圖,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器側(cè)放于桌面上,使限位孔伸出桌面外,將夾有重錘 的紙帶從下向上穿過(guò)限位孔,用一手壓住打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,另一手提住紙帶的上端,使紙帶豎直, 重錘緊靠在下邊的限位孔處 ,先開(kāi)啟電源使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作,然后放手使紙帶在重錘的帶動(dòng)下自由下落,結(jié)果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),利用打了點(diǎn)的紙帶來(lái)計(jì)算重力
10、所做的功與動(dòng)能變化量的定量關(guān)系。2、如何計(jì)算重力所做的功和動(dòng)能的變化量?師生探討:在紙帶上取兩個(gè)適宜的點(diǎn)如以下列圖中紙帶上的 B點(diǎn)和E點(diǎn),用刻度尺 測(cè)出這兩點(diǎn)間的距離,根據(jù)功的定義可知:,采用求平均速度的方法求出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B、E兩點(diǎn)時(shí),重錘的速度 VB和VE,再根據(jù)動(dòng)能的計(jì)算式計(jì)算打B、E兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能及其動(dòng)能的差值。3、需要測(cè)量和記錄哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?實(shí)驗(yàn)后由學(xué)生用圖示方式板書出來(lái)A BCDEF 9tfl«I S 腮1* fSd F4、如何設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格?學(xué)生板書并填入實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)SbeSacSdft ACt DF5、操作實(shí)驗(yàn),測(cè)量和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。教師巡回指導(dǎo)6、如何正確處理實(shí)驗(yàn)
11、數(shù)據(jù)?表格處理數(shù)據(jù)學(xué)生板書并填入數(shù)據(jù)處理結(jié)果* rl匸 1 1 覽月=-VE血=卜此禺=略-醞圖像處理數(shù)據(jù)學(xué)生板書并作出圖像 比擬觀察 得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:學(xué)生活動(dòng):通過(guò)數(shù)據(jù)處理可知:重力所做的功與物體動(dòng)能的改變量在誤差允許的范圍 內(nèi)是相等的。定理的驗(yàn)證:合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量。即:實(shí)驗(yàn)評(píng)估:學(xué)生實(shí)驗(yàn)中好的方面和錯(cuò)的或有待改進(jìn)的地方,進(jìn)行評(píng)估。 在你的實(shí)驗(yàn)中,主要誤差是什么?你是如何減少誤差的? 你認(rèn)為如何改進(jìn),可以使你的實(shí)驗(yàn)更好一些? 合作與交流與同學(xué)交流討論,了解他們制定的探究方案和設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,了解有那些地方是值 得你學(xué)習(xí)的。完成一份實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告。設(shè)計(jì)說(shuō)明:讓學(xué)生了解探究學(xué)習(xí)
12、的一般程序和方法,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證物理規(guī)律 的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)作性思維。深化理解:正功和負(fù)功對(duì)動(dòng)能定理的分析可知,動(dòng)能的增量是正值,力對(duì)物體做的功是正值,就說(shuō)力對(duì)物體做正功;動(dòng)能的增量是負(fù)值,力對(duì)物體做的功是負(fù)值,就說(shuō)力對(duì)物體做負(fù)功。1結(jié)論:正功使物體的動(dòng)能增加,負(fù)功使物體的動(dòng)能減少。2、提問(wèn):在汽車起動(dòng)、加速、減速、剎車的各個(gè)過(guò)程中,分別有哪些力對(duì)汽車做功?哪些力對(duì)汽車做正功?哪些力對(duì)汽車做負(fù)功?3、拓展:物體在粗糙的斜面上下滑時(shí)各力做功的情況分析,特別要說(shuō)清各力做正功和 做負(fù)功的情況。案例分析:一顆質(zhì)量是40g的子彈以100m/s的速度瞬間擊穿一個(gè)蘋果,子彈穿過(guò)蘋果后,速度
13、降為60m/s。問(wèn)子彈擊穿蘋果前后的動(dòng)能變化是多少?蘋果對(duì)子彈做了多少功?分析思路對(duì)象:子彈 過(guò)程:在子彈擊穿蘋果的過(guò)程中 狀態(tài):取擊穿前后的兩個(gè)狀態(tài)為研究狀態(tài) 用動(dòng)能定理立式求解: -2解答子彈 m=4Og=4.0X 10 - kg ,初速vi=100m/s末速V2=60m/s,由動(dòng)能定理可知蘋果對(duì)子彈做的功為代入數(shù)值得W=- 128J。負(fù)號(hào)表示蘋果對(duì)子彈做負(fù)功,使子彈的動(dòng)能減少。設(shè)計(jì)說(shuō)明:強(qiáng)調(diào)分析思路和標(biāo)準(zhǔn)解題;進(jìn)一步加深對(duì)正功和負(fù)功的物理意義的理解; 不宜舉例過(guò)難過(guò)復(fù)雜的題目STS:公路上為什么要限制車速?指導(dǎo)學(xué)生閱讀理解車輛碰撞時(shí)損壞的程度和事故的嚴(yán)重性跟碰撞前車輛的動(dòng)能大小有關(guān),而車
14、輛的動(dòng)能取決于車輛的質(zhì)量和速度的平方。質(zhì)量大的速度小,質(zhì)量小的速度可以大些。設(shè)計(jì)說(shuō)明:培養(yǎng)學(xué)生了解實(shí)際問(wèn)題,解決實(shí)際問(wèn)題的能力。家庭作業(yè)與活動(dòng):課本P45上網(wǎng)查閱有關(guān)資料,加深用動(dòng)能定理解決問(wèn)題的意識(shí)。教學(xué)反思:“探究型教學(xué)法是力圖在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)開(kāi)展學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力,為學(xué)生的智能鍛煉與開(kāi)發(fā)創(chuàng)造良好條件。在實(shí)際操作中,由于學(xué)生個(gè)體存在差異,學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不夠完美,甚至是錯(cuò)誤的,但由于每個(gè)學(xué)生都積極參與了建立物理規(guī)律的全過(guò)程,付出過(guò)艱辛的勞動(dòng), 所以同學(xué)們對(duì)整個(gè)過(guò)程十分熟悉,感到自然真切,對(duì)所得結(jié)論理解透徹,記憶持久,運(yùn)用自如,尤其 是變被動(dòng)地接受知識(shí)為主動(dòng)去探究新知,其興趣、注意力和
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