日期:2022-03-13
這是動能定理教學設計一等獎,是優秀的教學設計一等獎文章,供老師家長們參考學習。
《動能和動能定理》主要學習一個物理概念:動能;一個物理規律:動能定理。從知識與技能上要掌握動能表達式及其相關決定因素,動能定理的物理意義和實際的應用。
過程與方法上,利用牛頓運動定律和恒力功知識推導動能定理,理解“定理”的意義,并深化理解第五節探究性實驗中形成的結論 ;
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越于牛頓運動定律,在課程資源的開發與優化和整合上,要讓學生在課堂上切實進行兩種方法的相關計算,在例題1后,要補充合力功和曲線運動中變力功的相關計算;
通過例題2的探究,理解正負功的物理意義,初步從能量守恒與轉化的角度認識功。
在態度情感與價值觀上,在嘗試解決程序性問題的過程中,體驗物理學科既是基于實驗探究的一門實驗性學科,同時也是嚴密數學語言邏輯的學科,只有兩種方法體系并重,才能有效地認識自然,揭示客觀世界存在的物理規律。
1.教學地位
通過初中的學習,對功和動能概念已經有了相關的認識,通過第六節的實驗探究,認識到做功與物體速度變化的關系 。將本節課設計成一堂理論探究課有著積極的意義。因為通過“動能定理”的學習,深化理解“功是能量轉化的量度”,并在解釋功能關系上有著深遠的意義。為此設計如下目標:
2.教學目標
(一)、知識與技能
1.理解動能的概念,并能進行相關計算;
2.理解動能定理的物理意義,能進行相關分析與計算;
3.深化性理解 的物理含義,區別共點力作用與多方物理過程下 的表述形式;
(二)、過程與方法
1.掌握恒力作用下動能定理的推導;
2.體會變力作用下動能定理解決問題的優越性;
(三)、情感態度與價值觀
體會“狀態的變化量量度復雜過程量”這一物理思想;感受數學語言對物理過程描述的簡潔美;
3.教學重點、難點的確定:
重點:對動能公式和動能定理的理解與應用。
難點:通過對動能定理的理解,加深對功、能關系的認識。
教學關鍵點:動能定理的推導
二、教法、學法和教具的選擇
依據《物理課程標準》和學生的認知特點,在課堂教學設計中要通過問題探究的方式,強化學生在學習過程中基于問題探究的過程性體驗,為此,采取“任務驅動式教學”設計程序化的問題,有效引導學生自主、合作和有效的探究性學習。為此,在教學設計中重點突出三個環節:“問題驅動下學生對教材的理解與相關內容的把握”、“問題解決中對物理規律的深化理解”、“引申性提高中對物理現象的認識以及對物理場景的提煉與物理規律的深化性應用”。所以任務驅動式教學成為本節課重要的教學方式,同時采取有軌嘗試和探究釋疑教學法;
學生的學法采取:任務驅動式和自主合作探究式;
選取多媒體演示動態物理過程、展示嘗試練習題和“任務驅動問題”
本節課為一課時。
三、教學程序
為此設計成9個教學環節:創設情景,導入新課;任務驅動,感知教材;反饋練習,有軌嘗試;合作探究,指導監控;釋疑解惑;典型引路;反饋練習,自我評價;內化反思,自我小節;教師總結,布置作業。
基于舊知的復習,提出以下問題:
【提出問題、導入新課】通過橡皮筋對小車做功,探究“功與物體速度的變化關系”,得出了 ,但具體的數學表達式應當是什么?本節課我們將一起探討這一問題。板書1
【任務驅動,感知教材】給出問題,引導學生自學教材,并帶著這些問題在學習小組內進行合作性學習,進行兵教兵,實現基本問題學生自學掌握。
在這一過程中教師一定要不斷地巡回指導各學習小組的討論與合作性學習,以學生的身份認真積極地參與討論。教師要收集一些問題,為釋疑解惑收集素材,進行有效地點撥服務。時間控制在10min內。為此設計了四個程序性問題,加強學生對教材的感知與理解。
1.動能 與什么有關?等質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 , ,甲乙兩物體運動狀態是否相同?動能呢?
車以速度 做勻速直線運動,車內的人以相對于車 向車前進的方向走動,分別以車和地面為參照物,描述的 是否相同?說明了什么?通過以上問題你得出什么結論?
2.動能定理推導時,如果在實際水平面上運動,摩擦力為 ,如何推導?
如果在實際水平面上 先作用一段時間,發生的位移 ,爾后撤去,再運動 停下來,如何表述 ?
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劣?
4.做正功與做負功表現的現象是什么?本質上是什么?表述你的看法。
【合作探究,分享交流】時間控制在8min內;
〖有軌嘗試〗教材 :1.2.3;時間控制在4min內;
【互動交流,填寫教學案】時間控制在3min內;
【精講點撥,釋疑解惑】著眼于知識內容的挖掘與適當的拓展。時間控制在6min內。
⑴ 的理解:如果物體受到多個共點力作用,同時產生同時撤銷,則: ;
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一步求解某一分力。同學們對教材68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”。
如果發生在多方物理過程中,不同過程作用力個數不相同,則:
⑵對標量性的認識:
⑶對“增加”一詞的理解;
⑷對狀態變化量與過程量的理解:
⑸對 的理解;
教學目標
知識與技能
1.理解動能的確切含義和表達式。
?2.理解動能定理及其推導過程、適用范圍、簡單應用。
?3.培養學生探究過程中獲取知識、分析實驗現象、處理數據的能力。
過程與方法
1.設置問題啟發學生的思考,讓學生掌握解決問題的思維方法。
?2.探究和驗證過程中掌握觀察、總結、用數學處理物理問題的方法。
?3.經歷科學規律探究的過程、認識探究的意義、嘗試探究的方法、培養探究的能力。
情感態度與價值觀
1.通過動能定理的推導演繹,培養學生的科學探究的興趣。
?2.通過探究驗證培養合作精神和積極參與的意識。
?3.用簡單儀器驗證復雜的物理規律,培養學生不畏艱辛敢于進取的精神。
?4.領略自然的奇妙和諧,培養好奇心與求知欲使學生樂于探索。
教學重點
1.動能的概念,動能定理及其應用。 ?2.演示實驗的分析。
教學難點
動能定理的理解和應用
教學資源
學情分析
學生在初中對動能有了感性認識,在高中要定量分析。
?高中生的認識規律是從感性認識到理性認識,從定性到定量。
前期教學狀況、問題與對策
通過前幾節的學習,了解了功并能進行簡單的計算初步了解了功能關系。
?對物體做的功與其動能的具體關系還不清楚,這就是本節重點解決的問題。
教學方式
啟發式、探究式、習題教學法、類比法
教學手段
多媒體課件輔助教學
教學儀器
斜面、物塊、刻度尺、打點計時器、鐵架臺、紙帶
教學設計
環節
教師活動
學生活動
設計意圖
導入新課
提問:?能的概念
?功和能的關系
?引導學生回顧初中學習的動能的概念
?動能和什么因素有關,動能和做功的關系。(猜想)
一個物體能夠對外做功,它就具有能量。
?功是能量轉化的量度。做了多少功就有多少能量發生轉化。
?由于物體運動而具有的能。
鞏固上節內容
?
培養學生的想象力,設問啟發思考
探究動能和什么因素有關
多媒體演示:滑塊A從斜面滑下與物塊B碰撞。
?實物演示:
?結論:?從功能關系定性分析得到:物體質量越大,速度越大則動能越大。
?探究動能與質量、速度的定量的關系。
學生描述看到的現象:
?讓滑塊A從不同的高度滑下,可以看到:高度大時把物塊推得遠,對物塊做功多。
?讓質量不同的滑塊從同一高度滑下,可以看到:質量大時把物塊推得遠,對物塊做功多。
?學生總結動能的相關因素:物體的質量和速度。
定性分析
?
??培養學生分析試驗現象的能力
探究做功與動能的關系
多媒體演示:飛機加速,飛機動能變化的原因?
?定量分析:應用牛頓運動定
律和運動學公式推導
?物理情景
問題
1.猴子從樹上自由下落(投影)
重力做功與速度關系
2.飛機在牽引力阻力作用下起飛(投影)
牽引力、阻力做功與速度關系
?歸納:?物體的合力/做的功等于/這個物理量的變化,得到式子:/
這就是動能定理。
?由功能關系和動能的定性表述,只能用/這個物理量表示動能。
?板書:動能、動能定理
由于牽引力對飛機做正功,導致飛機的動能增大。
?學生分組推導:
?情景
結論
1
2
?用文字語言表述結論:
?物體只受重力作用,重力對物體做的功等于/這個物理量的變化。
?物體在動力和阻力作用下,外力對物體做的總功等于/這個物理量的變化。
通過推理、演繹培養探究興趣
?
培養用數學的方法解決物理問題的能力
?
定量探討
?
?
驗證動能定理
引導學生驗證動能定理:
利用打點計時器打的紙帶。(自由落體)
學生提出設計方案(分組討論),動手操作。
?數據處理:
?下落高度(h)
末速度(v)
重力的功(mgh)
動能變化(/)
mgh與/
?
?
?
?
?
?結論:在誤差允許的范圍內,重力做的功與動能變化相等。
讓學生了解“探究”的重要環節
培養合作精神
?用簡單儀器驗證復雜規律
課堂鞏固
投影例題:
?物體從高出地面H處自由落下,落至地面陷入沙坑h后停止,求物體在沙坑中受到的阻力是重力的多少倍?
?投影三種解法,并總結。
?1.動能定理與牛頓運動定律解題比較
2.動能定理解題方法步驟(三步走)
學生思考:提供多種解法
?1.牛頓運動定理和運動學公式
?2.分過程用動能定理
?3.全過程用動能定理
鞏固本節基本知識、對比兩種動力學方法優缺點、學會動能定理的應用。
?自然界的奇妙、和諧統一。
教學反思
在實際的教學過程中,學生的思維也正如我們教學設計中所預設的一樣,思維展開的順序與知識生成的順序也基本一致.這說明我們的教學設計是有效的.回過頭來反思這一教學設計,應當說其中的主體部分仍然是繼承了以前的教學思路,如果說有所創新的話,那筆者以為是更多地基于了學生的實際,先通過體驗加強了學生的認識,再通過知識的梳理與結合,達到了一個新知識的生成.這個生成的表達式如何與動能定理結合起來,是我們重點描述的一個內容.之所以要重點描述,是因為我們注意到很多物理規律的發現其實也遵循了這樣的道路,都是通過邏輯推理得出一些新的表達式,然后賦予它們以物理意義.當這些新發現能夠解釋過去的事實,能夠預測未來的事實時,其就會成為一種物理概念或規律.因此,如果在這類知識的教學中,能給學生種下了一顆物理探究的種子,我們認為是有價值的.
《動能定理》是高中物理最重要的定理之一,是整個動能定理教學中基礎環,也是最重要的環節,這節課主要是幫助學生了解動能的表達式掌握動能定理的內容,學會簡單應用動能定理解快物理問題,體會到應用動能定理研究問題的優越性。為動能定理從功和動能的變化的兩個方面來入手,里面包含了,功,能、質量、速度、力、位移等物理量,綜合性很高。
并且動能定理幾乎貫穿了高中物理的所有章節,是物理課程的重頭戲。該節課的成功之處:1、教材處理比好,本節在講述動能和動能定理時,我沒有把二者分開講述,而是以功能關系為線,同時引入了動能的定義式和動能定理,這樣敘述,思路簡明,能充分體現動能關系這一線索,同時考慮到初中已經學過動能的概念,這樣敘述,學生容易接受。2、情量設置比較成功。動能定理是一條適應范圍很廣的物理定理,但教材在推導這定理時由一個恒力做功使物體的動能變化,得出力在一個過程中所做的功等于物體在這個這程中動能的變化,然后逐步擴大幾個力做功和變力做功的情況,這個梯度是很大的學生理解會不到位,而且會出現以后解題中漏掉一些力的做功,為了幫助學生真正理解動能定理,我設置了一些具體的問題,由簡單的一個力,再變化到兩個力,讓學生尋我物體的動能的變化與哪些力做功相對應。3.前后連貫比較好我在引入課題時就提出這節課的三個任務,而且在引導中始終以三個任務為線索逐一攻破。通過本節的學習,應使學生理解動能定理的推導過程,清楚動能定理的適用條件,通過對比分析使學生體會到應用動能定理解題較牛頓運動定律與運動學公式解題的不同點: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。
一、教學分析:
1.教學內容分析
動能定理是一條適用范圍很廣的物理定理,也是力學中最重要的規律之一,它的應用貫穿于以后的許多章節,但該節內容又是學生第一次定量的研究能量,所以教材在推導這一定理時,由一個恒力做功使物體的動能變化,得出力在一個過程中所做的功等于物體在這個過程中動能的變化,要求學生通過做功轉化成其它能量的數學描述,了解動能的概念。
2.教學對象分析
初中時學生已學過了動能的初步知識,這為本節教學奠定了一定的基礎。在此基礎上,進一步了解物體的動能與物體的質量和速度的定量關系,為實驗探究外力做功與物體動能變化的定量關系做好鋪墊。
3.教學環境分析
本課是與紅旗中學的同課異構活動,教學活動選擇多媒體教室的教學環境。活動中學生通過對教師精心設計制作的多媒體課件的理解明確學習任務,在多媒體課件的輔助下進行體驗學習活動。
二、教學目標:
①理解動能的概念。
②熟練計算物體的動能。
③會用動能定理解決力學問題,掌握用動能定理解題的一般步驟。
三、教學過程:
1.激發情感導入:授課時教師首先運用多媒體播放錄像,錄像內容日本海嘯,涌動的海水具有巨大的能量,吞噬無數條生命,摧毀無數房屋……學生觀看錄像后,教師提問,海水為什么具有這么大的破壞力。同學們自然會回答運動的海水具有能量,物體由于運動而具有的能量物理學上稱為動能,前面我們學習過,某個力對物體做功一定對應著某種能量形式的變化,重力做功與重力勢能的關系,彈力做功與彈性勢能的關系,本節就來尋找動能的表達式。
2.理論推導,定量描述,讓每一位同學都積極參與課堂教學,每一位同學都能享受成功的喜悅。
(1)學生分析情境。
(2)教師用多媒體出示關鍵句,通過提示引發學生思考,并通過步步思考、推理,引導學生一步步接近目標。
(3)讓學生根據推導結果,并結合前面學習過的內容對得到的結果進行分析。式子右側對應初末狀態的某個物理量的變化,而左側正好等于力對物體做的功功,某個力對物體做功一定對應著某種能量形式的變化,所以1/2mv2對映的也是一種能量,這個物理量既與物體的質量有關,也與物體的速度有關,所以這就是我們探尋的動能的表達式。
動能的大小:Ek=1/2mv2
物體的動能跟物體的質量和速度有關。m越大Ek越大:v越大Ek越大。
然后請同學們對動能進行理解,物體的動能變化,速度一定會變化嗎?物體的速度變化,動能一定會發生變化嗎?
3.對推導結果進一步分析,得到物理中另一重要的定理——動能定理
再來回顧我們剛剛得到的結果,等式右側是動能的變化量,等式左側是外力所做的功,合外力所做的'功,等于物體在這個過程中動能的變化,這就是動能定理。
W=1/2mv22-1/2mv12
這是動能量理的表達式(強調,寫動能定理表達式的方法,在這個過程中,合外力所做的功,等于動能的增量,即末動能減去初動能,然后舉幾個例子請同學們寫出動能定理的表達式,鞏固提高)
例:質量為 m=3 kg的物體,在水平恒力F=9 N 作用下從靜止開始運動,當物體位移 x1=8 m 時撤去推力。物體與水平地面之間的動摩擦因數μ=0.2 ,g取10m/s2。
寫出有恒力 F 作用過程中的動能定理表達式:
寫出撤去恒力 F 后減速到 0 過程中的動能定理表達式:
分析:
一、教學目標達成:
體現知識與技能,過程與方法,情感態度與價值觀的有機統一。目標明確,具體,恰當,具有可操作性,落實到位。教學設計無知識性、科學性和思想性錯誤,把傳授知識與培養能力相結合,知識知識容量合理、知識銜接自然有序,注重聯系學生生活,激發學生學習興趣。
二、教學重難點把握:
能根據教學內容和學生的認知水平,緊扣教學目標,恰當地確定教學的重點和難點,并試圖突出教學重點,突破教學難點。
三、教學過程設計:
1、教學過程安排有序,符合認知規律,符合學生實際,教學步驟嚴謹,過渡自然,時間安排合理。
2、面向全體學生,注重基礎,注重學生學習興趣、習慣、信心等非智力因素的培養,全面提高學生素質。
3、課堂教學內容容量適度,突出重點;抓住關鍵,突破難點。課堂提問有針對性,有利于發展學生的思維。
4、根據學科特點、教學內容與學生實際,選擇體現啟發式教學原則的、合適的教學方法,并恰當運用現代化教學手段輔助教學,增強教學的靈活性和直觀性。
5、正確處理教與學的關系,體現師生互動,生生互動;引導學生自主學習,合作學習,探究學習,讓學生在探究中解決問題,教師主導與學生主體的時間分配合理。充分調動了學生的積極性,學生參與度大,主動性強。
四、作業布置:
緊扣教學內容,突出重點難點,符合學生的年齡特點和心理特征,針對訓練,鞏固所學知識,手把手教習。
不足之處:從整個教案來看,雖然明了易懂,但教學內容對于學生過于簡單,有些動能定理的應用如適用于變速、曲線運動沒有及時補充到位,但是從另一方面來說,本節課的重點是動能及動能定理,而動能定理的應用又在高中物理占有一席之位,如果要加延伸,可能會模糊本節課的重點,對學生而言也是極大的負擔,所以本節課可以加入一些其應用,但不應貪多,否則不利于教學。
一、教學目標高一物理《動能和動能定理》教學設計
1、知識目標
(1)理解動能的概念,會用動能的定義式進行計算。
(2)理解動能定理及其推導過程。
(3)知道動能定理的適用條件,會用動能定理進行計算。
2、過程與方法
(1)靈活運用動能定理。
(2)培養學生演繹推理的能力。
(3)培養學生的創造能力和創造性思維。
3、情感、態度與價值觀
(1)激發學生對物理問題進行理論探究的興趣。
(2)激發學生用不同方法處理同一問題的興趣,會選擇用最優的方法處理問。
(3)培養學生領會自然規律的嚴謹的科學態度。
(4)培養學生正確的科學思維方法,提高學生的學習興趣。
二、教材的地位與作用
動能定理實際上是一個質點的功能關系,它處于《高中物理新課標必修2》第七章第七節,它貫穿于這一章,是這一章的重點,也是整個高中物理的重點。新課標在講授動能和動能定理時,沒有把二者分開講述,而是一功能關系為線索,同時引入了動能的定義式和動能定理。這樣講述,思路簡明,能充分體現功能關系這一線索。考慮到初中已經講過動能的概念,這樣講述,學生接受起來更容易,而且可以提高學習效率,老師講的輕松,學生學的明白。
三、教學重點
1、動能概念的理解。
2、動能定的推導。
3、動能定理及其應用。
四、教學難點
1、用動能定理解決力學問題的思路和方法。
2、對動能定理的理解。
考慮到所講授的學生已達到高二,在高一一年的學習鍛煉中已基本掌握了高中物理的學習方法。也有較好的抽象思維和邏輯推斷能力。講授這節課應該比較容易。學生在前面分別學過做功和動能的概念,動能定理常用于解決運動學的問題,學習好動能定理非常重要,并為后一節的《機械能守恒定律》的學習打下基礎。在學習過程中,學生已經知道實驗探究和理論推導相結合的科學探究方法,在這里采用這種方法,是學生進一步掌握,也更加容易理解。
以講授法為主多媒體手段等為輔,配合學生的自學、討論等多種形式的教法和學法。
一、引入新課
以一道例題引入新課,激起學生的學習興趣。
例:例:一水平放置的圓盤可繞豎直轉軸轉動,質量為m的物塊放在圓盤上
離轉軸的距離為R,物塊隨轉盤由靜止開始轉動,當轉速增加到一定值時,
物塊即將在轉臺上運動。已知物塊與轉盤之間的動摩擦因數為u,求在這一
過程中摩擦力對物塊所做的功?
提出這個問題是為了激發學生的學習興趣,提高學生的學習效率。這道題目是典型的功能關系轉換,考慮到學生的知識結構,這道題以他們現有的知識難以解決。這樣很容易激起學生的學習興趣。
二、復習提問
1、什么叫動能。
2、動能與什么因素有關?
在初中學生已經接觸過動能,提出這兩個問題便于學生回憶,有助于新課的講解。
三、新科講解
主要以板書配合多媒體講授,概念以多媒體形式展示,動能定理的推導以板書形式為主。這樣設計主要是便于學生門理解記憶,因為物理公式以及定理定律都不能死記硬背,應該理解記憶。要不然就會出現知其然不知其所以然。也是為了鍛煉學生的邏輯思維能力。
四、講解開課時引入的例題
解:分析:運動整個過程中重力、支持力、
向心力都不做功,做功的只有摩檫力,而且摩檫力
是變力,因此設想用動能定理。
小物塊的初動能為: ①
小物塊的末動能為: ②
此題轉換為求小物塊的末速度v,小物塊做圓周運動時的向心力由摩檫力提供,并且最大靜摩擦力等于滑動摩檫力。于是有:③
所以:
有動能定理可得:④此題得解
解開學生的疑惑!
五、動能定理的應用
主要講解課本上的例題和練習題。
六、課堂練習
讓學生自己動手做課后習題,有不明白的進行講解。
七、課堂總結
口述本節課的重點、難點。(在本節課中,重點在講授中已經突出,需學生理解記憶。難點主要在例題中突破,在講授過程中強調功能轉換。)
1、物體由于運動而具有的能叫做動能。動能定理:外力所做的功等于動能的改變量。
2、根據牛頓第二定律和運動學公式,演繹推導動能定理,體現了運用數學解決物理問題的思想。
3、動能定理中所說的外力可以是任意的力,功是指所有作用在物體上的外力的合力的功。要使學生分清過程量與狀態量之間的關系。
4、優越性:動能定理只涉及物體運動過程中的受力情況和初末狀態;而不考慮運動過程中的細節,選擇適當的運動過程更是能簡化求解過程。因此應用動能定理解題比較方便。尤其是物體在變力做功的情況下。
八、布置作業
教材“問題與練習”第1、2、3題.
一、動能
提問:在初中我們學過動能的初步知識,那么什么是物體的動能?
(1)、定義:物體由于運動而具有的`能量叫動能。
提問:動能的大小由什么決定?它是標量還是矢量?
(2)、大小:
(3)、說明:
①動能是標量,且總為正值,由物體的速率和質量決定,與運動方向無關;
提問:動能的單位?
②動能的單位:焦(J)
1J=1N·m=1kg·m2/s2
提問:二戰時一位飛行員用手抓住了一顆飛行的子彈,這說明了什么?
③動能具有相對性。
二、動能定理
1、表述:合外力對物體做的功,等于物體動能的變化量。
2、公式:
3、推導:如圖所示,某物體的質量為m,在與運動方向相同的恒力F的作用下發生一段位移l,速度由v1增加到v2。求做功和速度變化的關系?
選擇學生的答案,投影學生的解答過程,歸納,總結。
根據牛頓第二定律: ……①
根據運動學公式:……②
外力F做功:……③
由①②③得:
三、動能定理的適用范圍
1、因為動能定理是在牛頓第二定律的基礎上推導出來的,其適用范圍在牛頓第二定律適用的前提下。
2、任何宏觀的物體不論它是做直線運動還是做曲線運動,不論物體所受的力是恒力還是變力,也不論研究的對象是單個物體還是一個系統,動能定理都適用。
四、應用動能定理解題的步驟
1、確定研究對象,明確它的運動過程,并建立好模型。
2、分析物體在運動過程中的受力情況,明確各個力是否做功,是正功還是負功。
3、明確初狀態和末狀態的動能(可將過程分段)。
4、用列方程求解(必要時注意分析題目潛在的條件,補充方程進行求解)。
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