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1、动能和动能定理教学设计动能和动能定理教学设计建构主义理论的核心思想是知识不是被动的接受，而是认知主体积极建构。探究式教学活动中，教师的作用是主导和参谋，从知识的传授者转变为学生发展的促进者，教师从主角转换为“平等中的首席”。在教师指导下的以学生为主体的探究型学习，给予了学生自我发挥和自我展示的空间，激发了学生的学习兴趣，在学习活动过程中促使学生产生对科学知识的感悟。近年来，有许多关于探究教学的理论和实践的研究。下面是笔者在动能定理的备课教学活动进行探究教学的一些实践体会。一、动能定理是否适合探究教学大多数物理教师都是通过物体受到恒力的作用做匀变速运动的情景来推导出W总Ek2Ek1，然后学生在其
2、它情境中具体运用动能定理，这是高中物理的一贯教学方法，因为这种处理方法学生有牛顿运动定律和运动学知识的基础，而大量的例题又能使学生较快的掌握动能定理的运用方法，便于教学。但这样也带来一个问题既然牛顿定律能解决的问题，何必引入新的概念、新的规律？这样的处理方法容易让学生误以为物理知识是以牛顿定律为核心的数字游戏，其他概念和规律都能通过牛顿定律推导出来，这样的教学，实际上降低了动能定理的地位，模糊了动能定理的本来面目。首先、在新课程的教学实践中，我们发现如何用好探究教学法还存在着许多问题。例如：大家都知道探究教学一般有5 个阶段：提出问题与猜想假设设计方案实验分析论证评估交流与讨论，每一个阶段学生
3、在学习活动过程中都会提出许多的问题，而教师也会提出一些问题引导学生进行探讨，这种相对开放、自由的课堂教学环境一方面有利于调动学生自主学习的的主动性和积极性，激发学生探究和创新的愿望，给学生较大的自主发展空间。但另一方面，如果 5 个阶段都作为教学的重点的话，教师就会疲于回答学生的一个又一个问题；还有些在探究过程中生成的问题只是学生感兴趣的内容，不一定是教科书上的内容，也不一定是教师的专长，对教师而言可能也是全新的东西，教师也需要思考的时间。因此，研究物理教学中哪些课题适合进行科学探究、一个课题该把探究的哪一阶段作为重点、一个课题的探究过程到底适合提高学生的哪一种能力就成为新课程课堂教学实施中十
4、分重要的问题。其次、在探究的方案设计讨论时，学生从水平面、竖直平面、斜面三个方面入手，在竖直方向的讨论中，学生提出让物体做自由落体运动，求出末速度来验证 mghEk20,在求末速度的时候已经用到 v22gh，可见，学生的设计方案中涉及的问题肯定要用牛顿定律解决，而动能定理本来就是由牛顿定律推导而来，因此，动能定理中方案的设计讨论就失去了它的意义，教师不如直接给定一个事先设计好的方案。第三、如果设计方案由教师制定，实验的数据分析无论怎样都应该得出W总Ek2Ek1的结论，在学生推导出动能定理后会感觉本堂课的探究实验没有什么收获，因此如何用好探究实验成为本堂课成败的关键。反思之后，针对以上分析我决定
5、将此节课讲法做以下调整：1、将原先预设的实验探究改为理论探究让学生自己发现动能和动能定理；教材中在前一节中探究了外力做功与速度之间的关系，学生强烈的好奇心驱使他们急于知道功与速度之间的确定关系，因此我设计了三道运动学的推导题（1）光滑、无初速、惟一水平力；（2）光滑、有初速、惟一水平力；（3）不光滑、有初速、惟一水平力；由运动学计算推导出动能和动能定理。实现理论探究过程。2、通过分组分别用动能定理和牛顿定律计算同一运动学题，来让学生自己总结动能定理的优点。并加一道变力做功和曲线运动的计算题来让学生领会动能定理的另一优点可解曲线运动和变力做功的问题，而这些题是牛顿定律所无法解答的问题。物理规律的
6、教学是中学物理教学的重要内容，如何进行物理规律的教学研究，关键在于理解新规律引入的目的以及它的内涵和外延，这样才能选择适当的符合学生思维发展规律的教学方式，适度的开展探究教学，把握好探究的每一个环节，不仅能活跃课堂取得较好的教学效果，更有助于我们真正理解探究式教学的作用以及二期课改的精髓。课题课题授课教师授课教师探究功与速度变化的关系探究功与速度变化的关系王昌伟王昌伟授课时间授课时间课型课型2010 4 82010 4 8新授课新授课班级班级学科学科物理物理1.71.71 1、知识与技能：、知识与技能：掌握动能的概念，会利用理论探究外力做功与动能的变化关掌握动能的概念，会利用理论探究外力做功与
7、动能的变化关系系2 2、过程与方法：、过程与方法：通过理论探究，锻炼学生的逻辑思维能力，培养学生利用已通过理论探究，锻炼学生的逻辑思维能力，培养学生利用已学习目标学习目标知知识解决实际问题的能力知知识解决实际问题的能力3 3、情感、态度与价值观：、情感、态度与价值观：在学生讨论与交流的基础上组织学生进行探究性学在学生讨论与交流的基础上组织学生进行探究性学习，体验理论探究之美，激发学生学习物理的兴趣。习，体验理论探究之美，激发学生学习物理的兴趣。教学重点教学重点教学难点教学难点建立动能的概念，理论探究外力做功与物体动能变化的定量关系，为理论推导建立动能的概念，理论探究外力做功与物体动能变化的定量
8、关系，为理论推导动能定理奠定实验基础。动能定理奠定实验基础。应用牛顿运动定律探究外力做功与物体动能变化的定量关系，理论推导动能定应用牛顿运动定律探究外力做功与物体动能变化的定量关系，理论推导动能定理。理。教学方法教学方法讲授法、理论探究法讲授法、理论探究法通过上一节的实验探究得到了外力做功与速度的关系，此节课设计了用牛顿运通过上一节的实验探究得到了外力做功与速度的关系，此节课设计了用牛顿运动定律探究外力做功与物体动能变化的定量关系，理论推导动能定理。与上节动定律探究外力做功与物体动能变化的定量关系，理论推导动能定理。与上节教学特色教学特色课相辅相成，课相辅相成，相互辉映。相互辉映。在学生讨论与
9、交流的基础上组织学生进行探究性学习，在学生讨论与交流的基础上组织学生进行探究性学习，体验理论探究之美，激发学生学习物理的兴趣体验理论探究之美，激发学生学习物理的兴趣环节环节一、一、课课前前复习复习二二、课课堂堂教学教学教学内容教学内容【知识】【知识】1 1功：功：2 2总功：总功：3 3、在上一节实验、在上一节实验探究课中我们得到了什么结论？探究课中我们得到了什么结论？导入新课：导入新课：一、探究动能的表达式：一、探究动能的表达式：2 21 1、外力做功与物体的运动速度平方、外力做功与物体的运动速度平方(V(V)之间之间究竟是怎样一种表达式关系呢究竟是怎样一种表达式关系呢?（提出问题）（提出问
10、题）师生师生设计设计互动互动意图意图听课记录听课记录师问师问生答生答练习 1：光滑水平面上，一质量为 m 的物体，从静止开始在与运动方向相同的恒定外力F教教 师师的作用下发生一段位移，速度增大到V则物引引 导导体所获得的加速度 a=；发生的位移 S=；F 对学学 生生物体做的功 w=。进进 行行（引导理论探究）（引导理论探究）理理 论论探究探究2 2、动能、动能复复习习前前知知；以以利新学利新学延延续续上上节节的的实实验验探探究究，对对此此节节课课进进行行理理（1 1）动能：由于物体运动而具有的能量，用）动能：由于物体运动而具有的能量，用E EK K表示。表示。（2 2）表达式：）表达式：（3
11、 3）标量）标量1mV222 22 2（4 4）单位：）单位：J 1kgmJ 1kgm/S/S=1J=1J练习 2：一个质量为 m=2kg 的小球，用轻绳拴住在光滑水平面上做半径为 R=1m 的匀速圆周运动，线速度大小为 V=10m/s，则小球的动能是多少？一个周期内小球动能如何变化？绳拉力做功是多少？二、探究动能定理的表达式：二、探究动能定理的表达式：猜想：猜想：如果物体的初速度不为零（如有如果物体的初速度不为零（如有V V1 1，V V2 2）那么）那么外力做功外力做功 W W 与与 V V1 1，V V2 2又成什么关系？又成什么关系？（提出问（提出问题）题）练习 3：光滑水平面上 一质
12、量为m的物体，在与运动方向相同的恒定外力 F的作用下发生一段位移，速度由Vl增大到V2试求力 F 所做的功？拓展：若物体同时受到一个与运动方向相反的恒定阻力 f 的作用，请同学们继续求解一下外力 F 对物体所做的功？思考：思考：结合三个题的答案，结合三个题的答案，说出你的探究结果。说出你的探究结果。外力的功正比于物体的速度平方差外力的功正比于物体的速度平方差（得出结果）（得出结果）比较三个练习题的受力与结果，比较三个练习题的受力与结果，你能发现什么你能发现什么共性？（见大屏幕）共性？（见大屏幕）（水到渠成）（水到渠成）动能定理动能定理外力在一个过程中对物体所做的总功，外力在一个过程中对物体所做
13、的总功，等于物等于物体在这个过程中动能的变化体在这个过程中动能的变化分组练习：分组练习：请你用动能定理和牛顿运动定律两请你用动能定理和牛顿运动定律两种方法求解此题种方法求解此题练习练习 4 4：一倾角为的固定光滑斜面，一倾角为的固定光滑斜面，高为高为 h h，一质量为一质量为 m m 的小滑块从顶端无初速滑下，的小滑块从顶端无初速滑下，求滑求滑到底端时的速度？到底端时的速度？请思考：通过对此题的两种计算方法的比较，请思考：通过对此题的两种计算方法的比较，你能比较出动能定理对于处理匀变速直线运你能比较出动能定理对于处理匀变速直线运论论探探究。究。通通过过上上一一节节的的实实验验探探究究得得到到了
14、了外外力力做做功功与与速速度度的的关关系系，此此节节课课设设计计了了用用牛牛顿顿运运动动定定律律探探究究外外力力做做功功与与物物体体动动能能变变化化的的定定量量关关系系，理理论论推推导导动动能能定定理理。与与动问题的优点吗？动问题的优点吗？动能定理的优点动能定理的优点1 1、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，间，处理问题要比牛顿定律方便，更简洁明处理问题要比牛顿定律方便，更简洁明了。了。应用动能定理的解题步骤：应用动能定理的解题步骤：1 1、明确要研究的物体，明确要研究的物体，是单一物体还是是单一物体还是“物体物体系统系统”；2 2、对物体进行受力分
15、析，对物体进行受力分析，确定各力做功情况；确定各力做功情况；3 3、找到物体初、未状态速度，找出物体的动、找到物体初、未状态速度，找出物体的动能变化；能变化；4 4、依据动能定理列出等式方程，依据动能定理列出等式方程，求解未知量。求解未知量。例 1：一架喷气式飞机，质量5103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 L5.0102时，达到起飞速度V60/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍，求飞机受到的牵引力例 2:一质量m=2 kg的小球,由静止开始从一个半径 R=0.2m 固定的光滑 1/4 圆弧曲面上由顶端滑下，求到达底端时速度 Vt 是多少?(g=10m/s2)请思
16、考：请思考：通过对上题的计算，通过对上题的计算，你能说出动能定你能说出动能定理的另一个解决运动问题的优点吗？理的另一个解决运动问题的优点吗？动能定理的优点动能定理的优点2 2、动能定理能够解决变力做功和曲线运动问、动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿定律解决这样一类问题非常困难题，而牛顿定律解决这样一类问题非常困难小节：通过这节课的学习我们已经知道了：小节：通过这节课的学习我们已经知道了：动能动能1 1探究过程和动能的概念探究过程和动能的概念2 2动能的表达式动能的表达式3 3动能的单位和标量性动能的单位和标量性动能定理动能定理1 1探究过程和内容：外力在一个过程中对物探究过程和内容
17、：外力在一个过程中对物体所做的总功，体所做的总功，等于物体在这个过程中动能的等于物体在这个过程中动能的变化变化2 2表达式；表达式；WW总总E EK2K2-E-EK1K1动能定理的优点动能定理的优点板书设计动能和动能定理动能和动能定理一、一、动能动能二、动能定理二、动能定理三、例三、例 1 1：1 1、概念：概念：1 1、定理：、定理：2、表达式：表达式：3、标量性标量性 2 2、表达式：、表达式：上上节节课课相相辅辅相相成成，相相互互辉辉映映。在在学学生生讨讨论论与与交交流流的的基基础础上上组组织织学学生生进进行行探探究究性性学学习习，体体验验理理论论探探究究之之美美，激激发发学学生生学学习习物物理理的的兴兴趣趣