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[摘 要]通过对动能定理的简单介绍和理解分析，从而思考该定理在教学中的重要性，进一步体现其应用的广泛性和优越性.
[关键词]动能定理，教学应用
中图分类号：G633.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0007-01
动能定理是高中物理经典力学部分非常重要的定理，在解题应用中具有广泛性、优越性和便捷性，但是学生在实际的学习过程中，对于其内涵和应用的理解往往具有一定难度，而传统的教学以硬性灌输为主，不利于学生更好地理解，因此，本文主要探讨动能定理的教学过程，通过教学设计，以帮助学生更好理解。
1、对动能定理的理解
1.1 动能定理的基本内容
动能定理是指：力在过程中对物体做的功与物体在该过程中动能的变化量相等。其中，“力”指物体受到的合力，“功”是合力对物体所做的总功，功是标量，也等于各个力做功的代数和[1]。
1.2 动能定理的表达式及意义
动能定理的数学表达式：其中，表示式的右边为同一个力学过程末初两个状态的动能差，当>0，表示运动过程中动能增加，合外力做正功；<0，则表示运动过程中动能减少，合外力做负功。这一等式说明动能变化与合力做功之间存在三种关系：
a 数量关系：物体动能的变化量等于合力做功。
b 单位相同，国际单位都是焦耳。
c 因果关系：物体动能变化的原因是受到合力做功。
1.3 动能定理的理论推导
动能定理的理论推导是在实验探究的基础上进行的，（1）研究恒力做功与动能变化的规律，实验选择光滑水平面，在恒力作用下匀速前进的物体，研究恒力做功与物体动能变化的关系，从而得到动能定理的内容；（2研究多力做功情况下，功与动能变化量之间的关系，得出总功与物体动能变化量之间的关系。实验选择置于粗糙斜面上的物体沿斜面加速下滑的例子，利用牛顿第二定律和匀速直线运动规律计算总功，从而验证动能定理；（3）研究变力做功和物体做曲线运动时功与能的关系，同样能够推导出动能定理。
2、动能定理的教学分析
通过初中阶段的学习，学生已经知道了动能的相关知识，在这种初步认识的基础上，高中階段的教学就不能只满足于这些知识点的重复，应该注重在基本知识点上的提高，尤其强调理论的理解和应用，在教学方面，应该加强概念引入、情景设计，以及动能定理在解题中的应用，为后续学习打好基础。
2.1 在现行教材中的地位分析
高中《物理 必修2》（人教版）中动能定理的推导是假设“物体在恒力作用下做直线运动”，然后根据牛顿第二定律以及运动学方程推导得出[2]。在整章书中具有承前启后的作用，通过本节内容的学习，既深化了对功概念的理解，也使学生进一步了解“功是能量变化的量度”，从而掌握另一种求解做功的思路，为以后学习机械能守恒定律打好基础。
2.2 教学重点和难点分析
动能定理学习的重点是：①了解动能的含义，掌握动能提出的过程；②知道动能定理的推导过程，熟悉动能定理的表达式和含义；③应用动能定理解题[3].
动能定理学习的难点是对定理内容的理解，以及其在解题中的应用。推导是在牛顿第二定律和运动学关系基础上得出的，在现行教学过程中教师往往采用强行灌输方法使学生学习，忽略了学生对过程的理解，取得的效果差强人意，因此本文认为在教学中应加强对动能定理的推导分析以及对应用类例题解题思路分析，通过思路分析帮助学生充分理解。
2.3 动能定理的教学实践
2.3.1 动能概念的引入
首先通过举例引入动能概念，了解动能是物体由于运动而具有的能这一基本定义，同时启发学生发现生活中有关动能的例子[4]，并鼓励学生提问为什么运动与能量会有相关性，在与学生互动的过程中进一步解释运动、功、能的关系：建立运动-做功-能量的联系，得出结论：某个力对物体做了功，物体由静止变为运动，而表现出运动的物体具有能量，强化动能的定义；其次，在前一节实验探究的基础上，引入质量m和速度v，通过定性分析使学生了解动能与物体的质量m和速度v呈正相关关系，再通过定量讨论得出动能与速度V2之间存在正比例关系，从而得出动能的表达式[5].
2.3.2 动能定理的实验探究
引入动能概念后，进一步通过实验向学生介绍动能定理。首先，向学生提问：某物体在恒力作用下发生位移，速度会怎么变化？鼓励学生给出答案，在与学生互动的基础上，引入实验主题“功和物体动能变化的科学探究”。然后对学生分组开始实验，探讨功与动能变化量之间的关系。向学生讲解功的计算过程：首先，
根据牛顿运动定律和匀速直线运动规律计算合力在一个过程中所做的功，通过推导得到以下公式：，从而得出结论：力在一个过程中做的功等于物体在这个过程中动能的变化量，即动能定理[4]。然后，进一步解释该表达式的物理意义。通过动能定理的学习使学生认识到动能的变化是由功决定的，建立功能关系的初步认识。
3、动能定理在解题中的应用
教科书中例举了两个例子来说明动能定理解题的优越性，但书中未提及变力做功中动能定理的应用。但是，变力做功及物体做曲线运动时力的做功问题对于学生而言，理解起来比较有难度。因此，在讲解动能定理时，本文建议通过举例拓展学生的解题思维，为学生理解和应用动能定理打下坚实的基础。
例如：“化变为恒”
将动能定理应用于变力运动。动能定理涉及功和能两个变量，其中功是标量，变力做功可通过合力计算（），或通过每个力做功之和计算（），能只与初末状态相关，因此对于变力做功，可通过计算动能初末状态差得出总功，然后基于总功是各力做功之和得出某个变力所做的功。可见：动能定理同样适用于求解变力做功问题。
详细教学思路以题2为例讲解。
3.3 小结动能定理在例题中的解题思路
使用动能定理解题时可遵循以下几个步骤：
①选取研究对象，明确它的运动过程。
②分析研究对象的受力情况和做功情况。
③明确研究对象在这一过程中始末状态的动能Ek1和Ek2
④列出动能定理的方程进行求解。
4、总结
动能定理是解决复杂物理问题的基本工具，所以高中阶段，教师如何教，学生如何学是至关重要的。首先教师要根据学生的认知基础进行教学设计，由浅入深地让学生对知识点深入了解，那么本文就通过对动能定理概念的讲解，以及拓展到变力做功和曲线运动过程的应用，即为教师讲授动能定理提供一个参考，也为学生更好理解动能定理，并利用动能定理解题提供了学习步骤。
参考文献
[1] 注意物理概念中的数理字眼——赵砚田—《新高考：理化生》—2009.
[2] “动能定理”教学中的四点拓展---《物理通报》2011年11期.
[3] 动能和动能定理导学案——教学反思_平静_新浪博客.
[4] 对“动能和动能定理”教学的几点思考——夏锡良—《物理教师：高中版》--2007.
[5] 新课程探究教学设计案例——《动能和动能定理》教学实录与评析——刘玲.
[6] 浅谈动能和动能定理教学中的双线教育——徐聪（1）.
[7] 动能定理的理解及应用——吴常光.
[关键词]动能定理，教学应用
中图分类号：G633.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0007-01
动能定理是高中物理经典力学部分非常重要的定理，在解题应用中具有广泛性、优越性和便捷性，但是学生在实际的学习过程中，对于其内涵和应用的理解往往具有一定难度，而传统的教学以硬性灌输为主，不利于学生更好地理解，因此，本文主要探讨动能定理的教学过程，通过教学设计，以帮助学生更好理解。
1、对动能定理的理解
1.1 动能定理的基本内容
动能定理是指：力在过程中对物体做的功与物体在该过程中动能的变化量相等。其中，“力”指物体受到的合力，“功”是合力对物体所做的总功，功是标量，也等于各个力做功的代数和[1]。
1.2 动能定理的表达式及意义
动能定理的数学表达式：其中，表示式的右边为同一个力学过程末初两个状态的动能差，当>0，表示运动过程中动能增加，合外力做正功；<0，则表示运动过程中动能减少，合外力做负功。这一等式说明动能变化与合力做功之间存在三种关系：
a 数量关系：物体动能的变化量等于合力做功。
b 单位相同，国际单位都是焦耳。
c 因果关系：物体动能变化的原因是受到合力做功。
1.3 动能定理的理论推导
动能定理的理论推导是在实验探究的基础上进行的，（1）研究恒力做功与动能变化的规律，实验选择光滑水平面，在恒力作用下匀速前进的物体，研究恒力做功与物体动能变化的关系，从而得到动能定理的内容；（2研究多力做功情况下，功与动能变化量之间的关系，得出总功与物体动能变化量之间的关系。实验选择置于粗糙斜面上的物体沿斜面加速下滑的例子，利用牛顿第二定律和匀速直线运动规律计算总功，从而验证动能定理；（3）研究变力做功和物体做曲线运动时功与能的关系，同样能够推导出动能定理。
2、动能定理的教学分析
通过初中阶段的学习，学生已经知道了动能的相关知识，在这种初步认识的基础上，高中階段的教学就不能只满足于这些知识点的重复，应该注重在基本知识点上的提高，尤其强调理论的理解和应用，在教学方面，应该加强概念引入、情景设计，以及动能定理在解题中的应用，为后续学习打好基础。
2.1 在现行教材中的地位分析
高中《物理 必修2》（人教版）中动能定理的推导是假设“物体在恒力作用下做直线运动”，然后根据牛顿第二定律以及运动学方程推导得出[2]。在整章书中具有承前启后的作用，通过本节内容的学习，既深化了对功概念的理解，也使学生进一步了解“功是能量变化的量度”，从而掌握另一种求解做功的思路，为以后学习机械能守恒定律打好基础。
2.2 教学重点和难点分析
动能定理学习的重点是：①了解动能的含义，掌握动能提出的过程；②知道动能定理的推导过程，熟悉动能定理的表达式和含义；③应用动能定理解题[3].
动能定理学习的难点是对定理内容的理解，以及其在解题中的应用。推导是在牛顿第二定律和运动学关系基础上得出的，在现行教学过程中教师往往采用强行灌输方法使学生学习，忽略了学生对过程的理解，取得的效果差强人意，因此本文认为在教学中应加强对动能定理的推导分析以及对应用类例题解题思路分析，通过思路分析帮助学生充分理解。
2.3 动能定理的教学实践
2.3.1 动能概念的引入
首先通过举例引入动能概念，了解动能是物体由于运动而具有的能这一基本定义，同时启发学生发现生活中有关动能的例子[4]，并鼓励学生提问为什么运动与能量会有相关性，在与学生互动的过程中进一步解释运动、功、能的关系：建立运动-做功-能量的联系，得出结论：某个力对物体做了功，物体由静止变为运动，而表现出运动的物体具有能量，强化动能的定义；其次，在前一节实验探究的基础上，引入质量m和速度v，通过定性分析使学生了解动能与物体的质量m和速度v呈正相关关系，再通过定量讨论得出动能与速度V2之间存在正比例关系，从而得出动能的表达式[5].
2.3.2 动能定理的实验探究
引入动能概念后，进一步通过实验向学生介绍动能定理。首先，向学生提问：某物体在恒力作用下发生位移，速度会怎么变化？鼓励学生给出答案，在与学生互动的基础上，引入实验主题“功和物体动能变化的科学探究”。然后对学生分组开始实验，探讨功与动能变化量之间的关系。向学生讲解功的计算过程：首先，
根据牛顿运动定律和匀速直线运动规律计算合力在一个过程中所做的功，通过推导得到以下公式：，从而得出结论：力在一个过程中做的功等于物体在这个过程中动能的变化量，即动能定理[4]。然后，进一步解释该表达式的物理意义。通过动能定理的学习使学生认识到动能的变化是由功决定的，建立功能关系的初步认识。
3、动能定理在解题中的应用
教科书中例举了两个例子来说明动能定理解题的优越性，但书中未提及变力做功中动能定理的应用。但是，变力做功及物体做曲线运动时力的做功问题对于学生而言，理解起来比较有难度。因此，在讲解动能定理时，本文建议通过举例拓展学生的解题思维，为学生理解和应用动能定理打下坚实的基础。
例如：“化变为恒”
将动能定理应用于变力运动。动能定理涉及功和能两个变量，其中功是标量，变力做功可通过合力计算（），或通过每个力做功之和计算（），能只与初末状态相关，因此对于变力做功，可通过计算动能初末状态差得出总功，然后基于总功是各力做功之和得出某个变力所做的功。可见：动能定理同样适用于求解变力做功问题。
详细教学思路以题2为例讲解。
3.3 小结动能定理在例题中的解题思路
使用动能定理解题时可遵循以下几个步骤：
①选取研究对象，明确它的运动过程。
②分析研究对象的受力情况和做功情况。
③明确研究对象在这一过程中始末状态的动能Ek1和Ek2
④列出动能定理的方程进行求解。
4、总结
动能定理是解决复杂物理问题的基本工具，所以高中阶段，教师如何教，学生如何学是至关重要的。首先教师要根据学生的认知基础进行教学设计，由浅入深地让学生对知识点深入了解，那么本文就通过对动能定理概念的讲解，以及拓展到变力做功和曲线运动过程的应用，即为教师讲授动能定理提供一个参考，也为学生更好理解动能定理，并利用动能定理解题提供了学习步骤。
参考文献
[1] 注意物理概念中的数理字眼——赵砚田—《新高考：理化生》—2009.
[2] “动能定理”教学中的四点拓展---《物理通报》2011年11期.
[3] 动能和动能定理导学案——教学反思_平静_新浪博客.
[4] 对“动能和动能定理”教学的几点思考——夏锡良—《物理教师：高中版》--2007.
[5] 新课程探究教学设计案例——《动能和动能定理》教学实录与评析——刘玲.
[6] 浅谈动能和动能定理教学中的双线教育——徐聪（1）.
[7] 动能定理的理解及应用——吴常光.