動(dòng)能和動(dòng)能定理的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐-資料下載頁(yè)
2025-04-16 22:27本頁(yè)面
【正文】 概念的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，“功”和“能”這兩個(gè)概念的建立是獨(dú)立的，并沒(méi)有直接聯(lián)系，而當(dāng)兩個(gè)概念在具體的物理過(guò)程中“匯合”時(shí)，人們才發(fā)現(xiàn)了兩者的聯(lián)系，因此教學(xué)中可以創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生帶著明確的研究目的到具體的物理過(guò)程中去摸索、去發(fā)現(xiàn)兩者之間的關(guān)系。在這里，筆者設(shè)置了4個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)情景（如表1所示），引導(dǎo)他們從牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式出發(fā)推導(dǎo)力做功和動(dòng)能變化之間的關(guān)系，啟發(fā)誘導(dǎo)他們感受這些過(guò)程中可能存在的功能關(guān)系。情景1：光滑水平面上的質(zhì)量為m的物體，在水平拉力F的作用下勻加速直線前進(jìn)，經(jīng)歷位移s后。速度為v。學(xué)生推導(dǎo)：2Fs＝mv2情景2：在傾角為θ，摩擦系數(shù)為μ粗糙斜面上，質(zhì)量為m的物體沿斜面加速下滑，從A點(diǎn)到B點(diǎn)在斜面經(jīng)過(guò)了位移為s。 學(xué)生推導(dǎo)：2（mgsinθ－μmgcosθ）s＝mvB2－mvA2情景3：在離地高度為h的平臺(tái)上，一質(zhì)量為m的物體以速度v0水平拋出做平拋運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)速度為v。學(xué)生推導(dǎo)：2mgh＝mv2－mv02情景4：在光滑水平面上有一輕彈簧，彈簧的一端固定。另一自由端拴一小球。將彈簧拉長(zhǎng)后釋放小球，小球在彈簧拉力的作用下運(yùn)動(dòng)到起始位置時(shí)的速度為v。（這是一個(gè)變力做功的情景，可提示學(xué)生將運(yùn)動(dòng)過(guò)程分成許多小段，每一段可近似處理成勻加速直線運(yùn)動(dòng)）學(xué)生推導(dǎo)：2（F1s1＋F2s2＋……＋Fnsn）＝mv2－mv02在以上4種情景物理過(guò)程中，從力做功來(lái)看涉及到恒力做功、變力做功、一個(gè)力做功及多個(gè)力做功等多種情況。從物體的運(yùn)動(dòng)形式看涉及到直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)兩種形式。學(xué)生通過(guò)推導(dǎo)認(rèn)識(shí)到，在這些不同的物理情景中，力做功與物體動(dòng)能的變化存在著一定的定量關(guān)系，如果將前面動(dòng)能表達(dá)式中的k值定為，即Ek＝mv2，則這些推導(dǎo)結(jié)果可歸納為：“力在一個(gè)過(guò)程中所做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化量?！边@樣一來(lái)，動(dòng)能定理的形成便水到渠成了。學(xué)生也由此而認(rèn)識(shí)到“功的重要意義在于它可以決定動(dòng)能的變化”，從而初步形成功能關(guān)系的科學(xué)思想，為后面進(jìn)一步深入理解各種功能關(guān)系問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。 5 / 5
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