动量定理教学设计.docx
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动量定理教学设计
动量定理-教学设计
全国第三届物理教学技能大赛
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,动量守恒定律之前。
不仅是对冲量和动量、牛顿第二定律等知识的巩固运用,同时也为后面学习动量守恒定律打下了坚实的基础。
从教材内容上看,《动量定理》是牛顿第二定律的进一步展开。
它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,尤其是打击和碰撞类的问题。
所以动量定理知识与人们的日常生活,生产技术和科学研究有着密切的关系,因此学习这部分知识有着重要意义。
二、学习情况分析
在高一时,学生已经掌握了牛顿第二定律,又在上一节的学习中初步接触了冲量和动量,这些知识为动量定理的学习奠定了基础。
此外,经过前面的学习,学生已经建立起一定的实验观察能力、抽象思维能力和探究学习能力,而且还掌握了通过建立物理模型探究物理现象的方法。
这也是本节所要强调的、学习和研究动量定理的方法。
由于学生具有这样的知识基础、能力水平和物理思维与方法,再加上他们对未知新事物有较强的探究欲望,所以要掌握动量定理是完全能够实现的。
三、设计思想
本节课以教师为主导、学生为主体,运用“引导→探究”模式进行教学。
通过生活实例和演示实验,引入课题,激发学生的兴趣。
通过创设物理情境、建立物理模型归纳得出动量定理,并对其进行理解。
运用动量定理解释日常生活中的物理现象,培养学生理论联系实际的能力。
在课堂上鼓励学生主动参与、主动探究、主动思考、主动实践,在教师合理、有效的引导下进行学习,充分体现探究的过程与实现对学生探究能力培养的过程。
四、教学目标
知识与技能
(1)能从牛顿第二定律和运动学公式,推导出动量定理表达式。
(2)理解动量定理的确切含义,知道动量定理适用于变力。
(3)会用动量定理解释有关生活现象和计算有关的问题。
过程与方法
(1)通过对动量定理的探究过程,尝试用科学探究的方法研究物
理问题,认识建立物理模型在物理学研究中的意义。
(2)能够应用动量定理处理一些与生产和生活相关的实际问题,在
分析、解决问题的过程中培养交流、合作能力。
情感态度与价值观
(1)使学生体验到探究学习的无穷乐趣。
(2)让学生逐步形成科学严谨、实事求是的探究学习态度
五、教学重点和难点
重点:
(1)动量定理的推导和对动量定理的理解;
(2)利用动量定理解释有关生活现象和相关计算。
难点:
动量定理的矢量性及其应用。
六、教学准备
鸡蛋2个,软垫一个,木板一块,塑料袋2个。
七、教学流程
符号说明:
课堂教学过程开始和结束的符号
媒体
教学内容和教师活动
学生活动
八、教学过程设计
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图与依据
(一)
生
活
实
例
、
引
入
新
课
(3-5分钟)
【设疑激趣,导入新课】
演示实验:
两个鸡蛋,从同样的高度释放,一个下落在桌面上,一个下落到软垫上。
观察:
两个鸡蛋下落的情况。
问题:
为什么下落到桌面上的鸡蛋就破了,而落到软垫上的却完好无损呢?
导入新课:
要解释刚才这个问题,我们就需要进入对动量定理的学习
学生仔细观察实验,猜想实验结果,积极思考导致结果的原因。
老师通过小实验,在激发学生的学习兴趣的同时,引导学生从生活走向物理,从而导入新课。
(二)
创
设
情
境
,
探
究
规
律
(15-20分钟)
【创设情景,建立模型】
一个质量为m的物体,其初速度为V。
,在水平恒力F与滑动摩擦力f的作用下,沿水平面向右做匀变速直线运动,经过一段时间t,速度变为了Vt。
提示1:
物体的加速度a=(Vt-V。
)/t
提示2:
牛顿第二定律F-f=ma
教师引导提问:
等式的左边表示什么呢等式的右边又表示什么呢
教师归纳总结:
等式左边表示物体受到合外力的冲量,mV。
和mVt是物体初、末状态的动量,而mVt-mV。
是物体动量的变化量。
等式的物理意义是:
物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化,这就是动量定理。
学生观察、分析,交流讨论,利用牛顿第二定律及运动学知识推导出动量定理的表达式:
(F-f)t=mVt-mV。
即:
F合t=mVt-mV。
学生思考问题并回答:
等式的左边表示物体所受合外力的冲量,等式的右边表示物体动量的变化。
通过创设物理情境、建立物理模型,引导学生合理推导,启发学生思维,培养学生分析信息、运用所学知识解决新问题的能力。
【问题探究内化新知】
问题1:
如果物体初、末动量的方向沿同一直线但相反时,我们怎样用动量定理求合外力的冲量呢?
问题2:
对于变力的情况,定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值,那么我们如何求出变力的平均值呢?
学生积极思考问题,讨论交流,内化知识。
1、动量定理的表达式是一个矢量式,它的计算遵循平行四边形定则。
当物体的初、末动量方向在同一直线上时,我们可以通过规定正方向,将矢量运算简化为代数运算。
2、动量定理比牛顿第二定律的适用范围更广。
对于变力情况,我们只要知道物体的初、末动量及变力的作用时间,就可以计算出变力在作用时间内的平均值。
提出问题,活化学生思维,学生合作交流解决问题,教师引导分析答案,加深学生对动量定理的矢量性以及适用于变力情况的理解。
(三)
运
用
规
律
、
巩
固
新
知
(10-15分钟)
【问题再现,释疑解惑】
再现鸡蛋掉落的问题情景,多媒体模拟突出主要矛盾,帮助学生思考。
问题:
现在你能解释为什么鸡蛋掉在桌面上就碎了吗?
【运用新知,解释现象】
展示生活图片,分别列举两类应用定理的生活现象,让学生运用动量定理逐一解释。
【精选典例,学以致用】
一个质量为0.2kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度的大小为45m/s,球棒与垒球的作用时间为0.01s,球棒对垒球的平均作用力有多大?
学生合作交流,运用动量定理解释现象,巩固内化,加深理解。
学生运用动量定理,通过合作交流,解释现象,并归纳总结:
在生活中,我们有时需要通过延长作用时间来减小作用力,而有时又需要通过缩短作用时间来增大作用力。
学生积极分析问题、合作交流、求解问题。
通过动画模拟,再现问题情境,引导学生运用动量定理解释课前提出的问题,使学生体会到学习的乐趣、成功的喜悦。
让学生运用动量定理解释大量生活现象,并从中发现动量定理知识在生活和生产实践中的广泛应用。
精选例题,帮助学生理清解题思路,让学生学会应用定理解决问题的一般过程和方法。
学生将动量定理应用于具体问题,达到学以致用的目的,增强学生运用数学方法解决物理问题的能力。
(四)
回
归
生
活
、
拓
展
延
伸
(3-5分钟)
【创设情景,回归生活】
高处作业是指人在一定位置为基准的高处进行的作业。
国家标准GB3608—93《高处作业分级》规定:
“凡在坠落高度基准面2m以上(含2m)有可能坠落的高处进行作业,都称为高处作业。
”根据这一规定,进行高处作业的工人都要使用安全绳,以保障人身安全。
问题:
高处作业的工人使用的安全绳,是钢绳还是弹性绳?
你能用本节所学的动量定理说说其中的道理吗?
回顾本节知识、交流讨论、合作互助、利用动量定理进行研究。
思考问题:
高处作业的工人使用的安全绳,是钢绳还是弹性绳?
并分析其中的物理原理
课后收集资料、并用所学知识解释生活现象,体会物理来源于生活又必将回到生活为生活服务。
体现从生活到物理再从物理回到生活的教学理念。
九、板书设计
动量定理
一、动量定理二、运用
(F-f)t=mvt-mv。
F合t=mvt-mv。
1、
内容:
物体所受合外力的冲量(F-G)t=0-(-mv。
)
2、
等于物体动量的变化F=G+mv。
/t
3、理解:
(1)、
(2)、(3)