《动量定理》教学设计。
一、教材分析。
使用教材:人民教育出版社物理室编著的《普通高中教科书物理(必修加选修)》第二册,本节位于第八章。
动量定理》一节是学生在学习了牛顿运动定律、冲量和动量之后,结合活中的现象,用数学方法通过推导而得出来的定理。本节内容既是上节动量与冲量的延深,又是学习下节《动量守恒定律》之前所必须掌握的知识,因此可以得出本节在本章中有承前启后的作用。
动量定理》是解决力学问题的一个重要途径,尤其是处理碰撞和打击类问题。同时,动量定理与我们的生活和科学技术的发展有着密切的联系,因此学习这部分内容有着非常重要的实用价值。二、学生学习心理特点分析。
中学时期,由于学生已经积累了一些生活经验,掌握了一些科学知识,对自然和社会的认识已从比较模糊的状态变得比较明确。在高中这个阶段,学生的好奇心比较强,他们不再满足感知物质世界,观察有趣的物理现象。他们更想了解因果关系,得出解释物理现象的结论。
有很强的求知欲,这是他们的优点。然而高中生的思维正处在形象思维向抽象思维过渡的阶段,这种思维特点为学好物理概念和规律打下了基础,而通过物理的学习更能促进其思维的转变。因为物理学习是以观察、实验为基础的,在观察与实验获得感性材料的基础之上经过抽象思维,才能得出物理概念和规律。
三、教学目标1、知识与技能。
能从牛顿运动定律、冲量和动量推导出动量定理的表达式。②理解动量定理的表述,知道动量定理也适用变力。③能够运用动量定理解释有关现象,处理有关问题。2、过程与方法。
经历动量定理的推导过程,学会用数学方法研究物理问题。
用动量定理进行定量计算,提高学生定量计算的能力。
通过用动量定理处理实际问题,提高学生质疑、分析和解决问题的能力。3、情感态度与价值观。
培养学生的观察与动手能力,鼓励学生将所学知识用于日常生活、生产实践。
提高学生的交流能力。四、教学重点和难点。
重点:动量定理的推导及文字表述。难点:应用动量定理解决实际有关问题。五、教法和学法。
本节课以学生为主体,运用“引导→**”模式进行教学。在课堂上教师通过实验鼓励学生相互交流、主动参与、主动**、主动思考、主动实践,在教师合理、有效的引导下进行高效率学习来完成**的过程。通过此过程,培养了学生科学**的能力。
六、教学器材。
两枚大小相同的鸡蛋、尺寸相同的石头地板和棉布各一块、多**、cai课件、计算机。七、教学程序设计。
根据本节内容的特点分五个环节:⑴创设问题情景提出问题⑵建立模型推导动量定理⑶应用动量定理定量计算⑷趣味实验⑸应用动量定理定性分析(一)创设情景提出问题。
教师:教师通过**引入跳远时要跳落在沙坑里而不是平地上?运动员敢用头顶迎面飞来的足球,去不敢顶相同大小的铅球?
学生讨论:跳沙坑时,人与地面和沙接触时力相同,但作用时间却不同,时间长的冲量大,时间短的冲量小;速度相同,质量大的,动量大,所以不敢接。这些现象都与动量和冲量有关。
教师:对于这些问题可以通过我们今天的学习,通过对冲量与动量的关系的进一步探索而得出。
二)建立模型推导动量定理。
教师:演示准备好的鸡蛋落地实验。
教师提出问题:演示实验的两个过程有何异同,造成这两种不同的结果的原因是什么呢?
学生讨论:鸡蛋从同一高度处下落,到达石头地板和棉布表面的速度0相同。对这两个碰撞过程而言,碰撞的初速度都是0,最后速度都为0。
由上节学习的动量的定义式:pmv可知这两个过程初动量为mv,末动量为0,即动量的变化量相同。鸡蛋遇石头地板时,弹性形变小,作用时间短;遇棉布时,弹性形变大,作用时间长。
所以鸡蛋遇石头地板时碎了,可见受了一个较大的力。鸡蛋遇棉布时没有碎,可见受到的力较小,棉布对鸡蛋具有“缓冲”作用。
教师引导学生:可以得出上述两种情况中,f不同,时间t不同,p相同。教师提问:为什么延长了力的作用时间,鸡蛋就摔不坏呢?其中包含什么物理知识呢?
学生讨论:要知道为什么就要知道f,t与p之间的关系。
此时学生对f,t,p,i有了初步的感性认识,需教师帮助构建物理模型,抽象思维,把感性认识提高到理性认识】
教师构建模型:质量为m的物体,初速度为0,在水平力f的作用下,沿水平方向作直线运动,经过时间t,物体的速度变为v。(所建模型借助**)
教师提出任务:由学过的牛顿运动定律与上节所学内容,试推导一下,能。vv
v否得出f,t,p,p的表达式。
学生讨论得出了f,t,p,p之间的关系式:ftpp-p(借助**,给出推导过程)
教师引导学生观察上式提问:上式两端分别有什么物理意义?
学生得出:式子左边为合外力的冲量,右边为动量变化量。教师总结:上式表示物体所受合力的冲量等于动量的变化。此即动量定理的文字表述:物体所受合力的冲量等于动量的变化。
公式:ftmvmv即ftp-p。
教师:请同学用动量定理解释演示实验两种不同结果的原因及引课时提出的问题。
学生:演示实验中两个鸡蛋的动量变化量相同,石头地板与鸡蛋碰撞时间短那么鸡蛋受到的力就大,所以鸡蛋碎了。相反的,鸡蛋与棉布作用的时间长那么鸡蛋受到的力就小,所以鸡蛋完好无损。
跳沙坑时沙子延长了人与地的作用时间,那么人受到地的作用力就小,对人的伤害就小;对足球运动员来说,他与足球和铅球的作用时间相同,但铅球的动量很大,给人的作用力就很大,所以就不敢顶铅球。(三)定量计算。
用动量定理解题。
例题:一个质量为0.18kg的垒球以25m/s的速度飞向球棒,被球棒打击后以45m/s的速度反向水平飞回,球与棒的作用时间t为0.
01s.求棒对球的平均作用力?(借助**)
教师引导学生归纳解题步骤:(1)选取正方向;
2)作受力分析和过程分析;
3)进行状态分析写出初末动量,并求出动量变化;(4)建立方程求解;(四)趣味实验。
学生实验:利用纸条和笔帽做抽纸条实验(一次慢抽,一次快抽),并解释实验现象。边做边思考,谈一谈自己的感受。(五)定性分析。
培养学生从实践到理论,再用理论解释实验的研究方法,鼓励学生将所学的物理知识与日常生活和生产技术联系起来。】教师**cai课件:“汽车相撞的交通事故”**。
教师提问:用动量定理解释事故发生的原因。动量p=mv中质量、速度不同与车辆相撞的后果严重程度有何关系?我们在交通方面应注意什么事项?
学生讨论分析:汽车相撞的严重程度与动量改变量密切相关,因为相撞后汽车速度为零,动量改变量δp=0-mv=-mv,故可得出汽车速度与承载质量都会增加撞伤程度。(借助多**)
学生总结得出生活中交通方面应注意的事项:a.乘汽车时要注意承载人数;b.要提醒司机注意车速;
c.在交通密集地段要减速行驶,注意看交通标志;d.过马路要遵守交通规则。
通过以上讨论,使学生掌握对物理问题进行定性分析和定量计算两种常用方法。不仅巩固了学生学过的物理知识,锻炼了学生分析问题的能力,而且增强了保护他人和自己生命的交通安全意识,增强了学生的社会责任感。】八、回顾与小结。
1)动量定理的推导过程及此过程所用到的方法、动量定理的表达式和文字表述。
2)动量定理的四点说明:
动量定理的表达式为矢量式,在做题中应规定正方向。
动量定理给出了过程量i与状态量p之间的关系:力的时间积累效果是改变物体的动量,冲量是物体动量变化的量度。
动量定理与牛顿第二定律的关系,它们从不同侧面反映力和运动的关系:牛顿第二定律反映的是力与运动的瞬时关系;动量定理反映的是力的时间积累与动量变化的关系。
动量定理既适用于恒力也适用于变力。
3)思考题:一个物体,如果物体所受合外力为零,则物体的动量变化为零,对于多个物体组成的系统,如果合外力为零,则它们的动量变化服从什么规律?
4)作业题:教材习题1,2,4
九、板书设计。
8.2动量定理。
一、动量定理推导:
初动量:mvpmvv
末动量:mvpmv由。**v
t(1)afm(2)
1)(2)联立得ftmvmv
即ftpp-p
二、动量定理文字表述:物体所受合力的冲量等于动量的变化。ftpp-p注意:(1)动量定理的失量性。
2)动量定理给出了过程量i与状态量p之间的关系。(3)动量定理与牛顿第二定律的关系。(4)动量定理适用于变力与恒力。
三、应用。1)定量计算(2)实际应用。
动量定理教学设计
动量定理 教学设计。一 设计思想。新的课程标准与现行的教学大纲相比,其最突出的一点是注重全体学生的发展,以提高全体学生的科学素养。教学模式相对于传统教学模式而言,主要体现在把课堂充分还给学生,使学生在科学 中获得科学知识和科学方法。在教学过程中建构具有教育性 创造性 实践性 操作性的学生主体参与活动...
《动量定理》教学设计
物理组魏然丽。一 教材分析。地位与作用。本节课的内容是全日制普通高级中学物理第二册 人教版 第一章第二节 动量定理 本章引入动量这个新概念并结合牛顿第二定律推导出 动量定理 动量定理 侧重于力在时间上的累积效果。为解决力学问题开辟了新的途径,尤其是打击和碰撞的问题。这一章可视为牛顿力学的进一步展开,...
动量定理 教学设计
教学设计。乐山师范学院物理与电子工程学院 制作 左从朝。2011年7月20日。动量定理 乐山师范学院 2008级物理学专业左从朝。一 教学任务分析。动量定理 选自人教版高中物理第二册第八章第二节。教学对象为高二学生,本节的主要内容是动量定理的推导 理解及其应用。从教材编排上看,它位于冲量和动量之后,...