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動量教學設(shè)計(通用7篇)
作為一名辛苦耕耘的教育工作者,就有可能用到教學設(shè)計,教學設(shè)計是對學業(yè)業(yè)績問題的解決措施進行策劃的過程。教學設(shè)計應(yīng)該怎么寫呢?下面是小編收集整理的動量教學設(shè)計,希望對大家有所幫助。
動量教學設(shè)計 1
一、設(shè)計思想
本節(jié)課以學生為主體,運用“引導→探究”模式進行教學。在課堂上鼓勵學生主動參與、主動探究、主動思考、主動實踐,在教師合理、有效的引導下進行高效率學習,以充分體現(xiàn)探究的過程和實現(xiàn)對學生探究能力培養(yǎng)的過程。為此本人在下面的三方面進行了嘗試。
1.變演示實驗為實驗設(shè)計,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
課堂演示實驗一般以教師為主體,學生僅僅是旁觀者,沒有直接參與,不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教材上“雞蛋落地不破”為課堂演示實驗,本人在教學中將其改為探索性實驗,讓學生在課前設(shè)計各種不同的方法舉行“雞蛋落地不破,看誰舉得高”設(shè)計比賽,在課堂上演示。讓學生充分地動腦、動手、動口,發(fā)揮學生的主體作用,從而有利于學生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。
2.設(shè)計探索性實驗,培養(yǎng)學生探索知識、發(fā)現(xiàn)問題的'能力。
傳統(tǒng)的--中在講完“動量定理”時,讓學生動手做這樣一個小實驗,如:課本上提到的“緩沖裝置的模擬”,以加深對動量定理的理解。本人在教學過程的一開始就讓同學兩人一組做實驗:“在課桌邊上放一張紙,再在紙上放一塊橡皮(或鋼筆套),請同學做一個實驗,把紙從橡皮(或鋼筆套)下拉出,但不能把橡皮(或鋼筆套)拉落下。邊做邊思考,怎樣做才能完成這個實驗,談一談自己的感受!蓖ㄟ^實踐,充分體驗紙對橡皮(或鋼筆套)摩擦力的作用時間對其運動狀態(tài)改變的影響。
3.從學生的生活實際出發(fā),感受和體驗動量定理在生活實際中的應(yīng)用。充分體現(xiàn)新課程標準中提出的“從生活走向物理,從物理走向社會”的要求。
二、課前準備
課前布置思考題:一個質(zhì)量為60g的雞蛋,從3m高處落到水泥地面上,要求著地后完整無損。請你設(shè)計一種可行的方案,并能演示。其理論依據(jù)是什么?能否根據(jù)你所學過的知識加以論證呢?
三、教學目標
。1)基礎(chǔ)知識:
理解動量定理的確切含義和表達式,知道動量定理適用于變力;
會用動量定理解釋現(xiàn)象和處理有關(guān)的問題。
。2)思想教育:學會用辯證的觀點分析問題。
。3)能力培養(yǎng):用理論分析實際問題。
四、重點與難點
用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象,動量、沖量的方向問題,是使用動量定理的難點。
五、教具
雞蛋,沙,橡膠錘,鐵錘,細線,橡皮筋,小鐵球,鐵架臺,寬約2cm,長約20cm的紙條,橡皮一塊和投影片等。
六、教學過程設(shè)計
。ㄒ唬﹦(chuàng)設(shè)問題情境,引入新課題。
以10m/s的速度運動的球,能不能用頭去頂?(足球,就能去頂;鉛球,則不能。)
質(zhì)量為20g的小物體運動過來,能不能用手去接?
。ㄋ俣刃。湍苋ソ。速度大,如子彈,就不能。)
動量決定于物體質(zhì)量m與速度v的乘積。
板書:p=mv
有人說動量大的不能接,動量小的能接。還有人說如果是質(zhì)量不太大,速度又不太快的物體就敢接了。那么如果是50g的雞蛋以5m/s的進度向你飛來,你敢接嗎?
。^接雞蛋時要用力,作用力大時,頭對雞蛋有作用沖量作用,雞蛋會破的。)
板書:i=ft
對于這個問題可以通過我們今天的學習,討論沖量與動量的關(guān)系,進一步探索其答案。
(二)做中學探究物理規(guī)律。
師:請同學先思考這樣一個問題:
【投影片1】
一個質(zhì)量為60g的雞蛋,從3m高處落到水泥地面上,要求著地后完整無損。請你設(shè)計一種可行的方案。理論依據(jù)是什么?能否根據(jù)你所學過的知識加以論證呢?
動量教學設(shè)計 2
摘要:從說教材、學情分析、教學方法、教學程序四個方面詳細闡述了動量定理這節(jié)課的地位、作用、重點、難點,分析了學生的實際知識情況,采用的教學方法和教學的三個環(huán)節(jié)。
關(guān)鍵詞:動量定理 沖量 動量的變化
本節(jié)課的內(nèi)容是全日制普通高級中學物理第二冊(人教版)第一章第二節(jié)《動量定理》。
一、說教材
1.教材的地位和作用:
本章引入動量這個新概念并結(jié)合牛頓第二定律推導出《動量定理》。《動量定理》側(cè)重于力在時間上的累積效果。為解決力學問題開辟了新的途徑,尤其是打擊和碰撞的問題。這一章可視為牛頓力學的進一步展開,為力學的重點章。
《動量定理》為本章第二節(jié),是第一節(jié)《動量和沖量》的繼續(xù),同時又為第三節(jié)《動量守恒定律》奠定了基礎(chǔ)。所以《動量定理》有承前啟后的作用。同時《動量定理》的知識與人們的日常生活、生產(chǎn)技術(shù)和科學研究有著密切的關(guān)系,因此學習這部分知識有著廣泛的現(xiàn)實意義。
2.本節(jié)教學重點:
。1)動量定理的推導和對動量定理的理解;
(2)利用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和一維情況下的定量分析。
3.教學難點:
動量定理的矢量性,也就是如何正確理解“合”外力的沖量等于物體“動量的變化”。尤其是方向的一致性,即合外力的沖量的方向和動量變化量的方向一致。
4.教學目標:根據(jù)教材、大綱和學生情況,制定本節(jié)課的教學目標有三個方面:
知識與技能
。1)能從牛頓運動定律和運動學公式推導出動量定理的表達式。
。2)理解動量定理的確切含義,知道動量定理適用于變力。
。3)會用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和處理有關(guān)的問題。
過程與方法
。1)通過對動量定理的探究過程,嘗試用科學探究的方法研究物理問題,認識物理模型工具在物理學的作用。
(2)能夠應(yīng)用動量定理處理一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實際問題,在分析、解決問題的過程中培養(yǎng)交流、合作能力。
情感態(tài)度與價值觀
。1)有參與科技活動的熱情,有從生活到物理,從物理到生活的意識。
。2)有主動與他人合作的精神,有團隊意識。
(3)關(guān)心國內(nèi)、國外科技發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢,有振興中華的使命感與責任感,有將科學服務(wù)于人類的意識。
二、學情分析
高一學生思維方式要求逐步由形象思維向抽象思維過渡,因此在教學中需以一些感性認識作為依托,加強直觀性和形象性,以便學生理解。
學生有根據(jù)加速度來分析力和運動的知識準備,利用2004年1月4日美國航天局的“勇氣號”探測器著陸火星的圖片,創(chuàng)設(shè)問題情景,激發(fā)學生的興趣,讓學生把物理現(xiàn)象自然過渡到新知識點上,從而引導學生應(yīng)用已掌握的基礎(chǔ)知識,通過理論分析和推理判斷來獲得新知識。
撞擊、打擊現(xiàn)象是學生在生活中比較熟悉的,也是他們?nèi)菀装l(fā)生興趣的現(xiàn)象。充分發(fā)揮圖片、錄像和演示實驗的作用,符合他們好奇、好動、好強的心理特點,調(diào)動他們學習的積極性和主動性。
三、教學方法
應(yīng)用實驗導入法、分組實驗法,啟發(fā)學生通過自己的思考和討論來探究動量定理。
四、教學程序
本節(jié)課分為三個環(huán)節(jié),圖片新聞創(chuàng)設(shè)情景;建立模型共同探究;應(yīng)用動量定理。
第一環(huán)節(jié):創(chuàng)設(shè)情景
通過圖片新聞的方式,應(yīng)用多媒體展示“勇氣號”探測器成功登陸火星過程的一組圖片,創(chuàng)設(shè)問題情境導入新課,讓同學們產(chǎn)生感性認識。結(jié)合他們的生活經(jīng)驗,大部分同學會意識到有一系列措施減小撞地速度,安全氣囊的作用是延長作用時間。為了使思路明朗化,提出三個簡單問題:
。1)摩擦降、降落傘和反向發(fā)動機的作用是什么?
(2)安全氣囊的作用是什么?
。3)采取這些措施最終的目的是什么?
通過上述問題,大部分同學應(yīng)該想到是為了減小撞擊力,還會粗淺地認為,對于同一個物體,撞前速度越小,撞擊力越。蛔矒魰r間越長,撞擊力越小。
通過問題情景的創(chuàng)設(shè),極大的調(diào)動了學生的情感注意力和情感體驗力,為師生共同發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、探究問題、解決問題打下了基礎(chǔ)。把高科技的情景引入課堂,體現(xiàn)時代性,符合新課程標準的基本理論。
第二環(huán)節(jié):建立模型
這時候速度、時間、動量、沖量、力等幾個物理量在學生的頭腦中還需要整合,從感性認識進一步上升到理性認識。師生共同建立物理模型,這個模型為水平面上的物體,在合力F的作用下,經(jīng)過一段時間t,動量由v0變?yōu)関t。引導同學們根據(jù)所學到的牛頓運動定律的知識,去整理這幾個物理量之間的關(guān)系,探索動量變化跟所受合力的沖量之間的關(guān)系。這與新課程標準中提倡的鼓勵學生體驗自然規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過程,從而建立對自然科學的認識和掌握研究科學的方法是一致的。
在這個模型的基礎(chǔ)上,通過推導,大部分同學會得到一個表達式:
Ft=vt-v0 或 Ft=△P
這時不要急于歸納它的物理意義,而是給出學生想像和討論的時間,讓同學們試著解釋它,剛開始可能得到一些不完整的結(jié)論,比如“沖量等于動量之差”或“沖量等于動量相減”,或“沖量引起動量發(fā)生變化”。隨著討論的深入,引導同學們回憶動量的變化這個概念。在求同存異的過程中,探究出合沖量和動量變化量的關(guān)系,比如數(shù)量關(guān)系,因果關(guān)系會逐漸清晰,但方向關(guān)系還沒有特別明朗化。在同學們基本理解的基礎(chǔ)上,老師總結(jié)并板書動量定理的內(nèi)容。在師生共同解決問題的學習中,通過原有知識的激活,然后再通過順應(yīng)過程重建新知識與原有知識結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系,使認知發(fā)展從一個平衡狀態(tài)進入另一個更高的發(fā)展平衡狀態(tài),這一點符合學生的學習建構(gòu)理論。
當同學們基本能運用動量定理初步解決恒力的問題時,可引伸到動量定理也適用于隨時間變化的力,比如打擊力或撞擊力,但這個力F應(yīng)取作用時間內(nèi)的平均力。這樣可以開闊學生的思路,便于他們自覺的運用所學知識來處理問題。
第三環(huán)節(jié):定性應(yīng)用
為了培養(yǎng)學生在物理學中從實踐到理論,再用理論來指導實踐的'研究方法。鼓勵學生將學習到的物理知識與日常生活、生產(chǎn)技術(shù)聯(lián)系起來。首先圍繞定理Ft=△P分情況進行討論。
首先設(shè)置一個問題:如果把雞蛋從一米高的地方釋放,摔到水泥地上,碎了,采取什么措施可保證雞蛋不摔碎?讓同學們設(shè)計多種方案,他們會猜測在地上鋪上沙子,或放一盆水,或海綿等一些彈性好的物質(zhì),接著利用有代表性的彈性好的海綿加以驗證,把同學們的設(shè)計留成興趣作業(yè)。對那些有創(chuàng)造力的設(shè)計,給予充分的欣賞和肯定。
減小力的作用。繼續(xù)和同學們一塊分析生活中常見的現(xiàn)象,展示圖片(圖5),引導同學自己找出生產(chǎn)、生活中的更多例子。
為了引導學生全面思考問題,繼續(xù)通過播放錄像創(chuàng)設(shè)了下列的物理情景:鐵錘釘釘子,沖床沖壓鋼板并提出問題。讓同學們繼續(xù)歸納出共性規(guī)律:作用時間短,作用力大。引導學生自己找出生產(chǎn)、生活中的更多例子,充分發(fā)揮學生的主體作用,培養(yǎng)他們知識遷移的能力。
通過運用對比的方法,對上述兩類問題深入分析,使學生對動量定理加深了理解。實現(xiàn)了“學中做”和“做中學”的結(jié)合。促使學生從理性認識再到感性認識,符合認識論。
在定性分析的基礎(chǔ)上,再次舉出第一節(jié)的例題,給出這個例題有三個目的:
第一個目的是在上一節(jié)分析碰撞過程中動量變化量的基礎(chǔ)上,這節(jié)課給出撞擊的時間,同學們可以應(yīng)用動量定理來計算撞擊力的大小。
在師生共同分析的過程中,第二個目的也就基本達到了,探索出了怎樣應(yīng)用動量定理解題的關(guān)鍵步驟,比如必須首先規(guī)定正方向,求動量的變化,再應(yīng)用動量定理列方程求未知量。
第三個目的:突破難點,也就是動量定理的矢量性,設(shè)計兩個有梯度的問題來降低難度。
例1:質(zhì)量為0.1g的鋼球,以6/s的速度水平向右運動,碰到一個堅硬的障礙物后被彈回,沿著同一直線以6/s的速度水平向左運動,接觸時間為0.02秒,小球受到的彈力的平均值有多大?
問題(1):物體動量變化量是什么方向?
問題(2):聯(lián)系你學過的彈力產(chǎn)生的條件,從形變的角度分析彈力的方向,合力沖量的方向應(yīng)該是什么方向?
通過這樣的比較,同學們將發(fā)現(xiàn):合力沖量的方向與動量變化量的方向相同,使動量定理的矢量性這個難點具體化和逐漸明朗化。
為了進一步突出重點和突破難點,繼續(xù)研究第一節(jié)中“思考與討論”題。
思考與討論:
例2:一個質(zhì)量為0.2g的鋼球,以2/s的速度斜射到堅硬的大理石板上,入射的角度為45°,碰撞后被斜著彈出,彈出的角度也是45°,速度仍為2/s。
問題:除了能應(yīng)用平行四邊形分析撞擊過程中的動量的變化的方向,能否根據(jù)動量定理來分析小球動量的變化?
有上節(jié)課的基礎(chǔ),根據(jù)平行四邊形定則,能夠判斷動量變化的方向垂直于接觸面;根據(jù)彈力方向的判斷,合沖量的方向也在這個方向上。為了使問題形象化,準備了一個小動畫,以顯示撞擊的過程中小球的形變,以明確小球受到的彈力的方向,進而顯示合沖量的方向。以此深入地體會動量定理的表達式是一個矢量式。整個過程以學生為主體,避免了老師的“一言堂”,做到了“老師搭臺,學生唱戲”,在課堂上增強了自主學習和合作學習的氛圍。
神舟五號的成功發(fā)射和回收,是中國航天技術(shù)的又一個里程碑。通過錄像和圖片,讓同學們圍繞動量定理,來分析神舟五號如何采取一系列措施實現(xiàn)軟著陸的。當同學們發(fā)現(xiàn)自己能夠用新知識解決如此驚天動地的偉大創(chuàng)舉時,必然熱血沸騰,激發(fā)他們的愛國熱情,樹立正確的科學觀,培養(yǎng)他們振興中華,將科學服務(wù)于人類的使命感和責任感。
至此,這一節(jié)課的學習基本結(jié)束,老師根據(jù)板書小結(jié)本節(jié)課的重點-動量定理的內(nèi)容,留作業(yè):
1.P123.3,4。
2.科技小論文:圍繞2003年4月7日世界衛(wèi)生日的主題“道路安全”觀察在汽車和摩托車等交通工具中,都有什么樣的安全措施,應(yīng)用你學習的知識,尤其是動量定理加以分析。實現(xiàn)從物理到生活,從理論到實踐。
動量教學設(shè)計 3
教學目標
一、知識與技能
1.能從牛頓運動定律和運動學公式推導出動量定理的表達式。
2.理解動量定理的確切含義,知道動量定理適用于變力。
3.會用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和處理有關(guān)的問題。
二、過程與方法
1.通過演示實驗,引入課題,激發(fā)學生的學習興趣。
2.通過對動量定理的探究過程,嘗試用科學探究的方法研究物理問題,通過對例題的分 析和講解,得到動量定理解題的方法和步驟。
3.能夠應(yīng)用動量定理處理一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實際問題,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力,在分析、解決問題的過程中培養(yǎng)交流、合作能力。
三、情感態(tài)度與價值觀
有參與科技活動的熱情,有從生活走向物理,從物理走向社會的意識。
教學重點
動量定理的推導以及利用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象
教學難點
如何正確理解合外力的沖量等于物體動量的變化;如何正確應(yīng)用動量定理分析打擊和碰撞這類短時間作用的.力學問題。
教學過程
一、提出問題,導入新課(創(chuàng)設(shè)實驗情景)
【問題一】
演示:在地板上放一塊海面墊,盡可能把雞蛋舉的高高的,然后放開手,讓雞蛋落到海面墊上。
首先讓學生猜想可能出現(xiàn)的現(xiàn)象。
實際操作:觀察到雞蛋并沒有被打破。
引入:雞蛋從一米多高的地方落到海面墊上,雞蛋卻沒有打破,為什么呢?本節(jié)課我們就來學習這方面的知識。
【問題二】(情景暗示創(chuàng)設(shè)問題情境)
我們在上節(jié)課知道,我們可以通過一個新的物理量來研究運動物體對外界的作用效果:p=mv.某時刻物體有一個速度,對應(yīng)有一個動量。如果說物體速度發(fā)生了變化,那么動量也會發(fā)生變化:=p`-p=mv`-mv那么我們是不是要問了:一個運動的物體,它的動量為什么會變化呢?這個變化有什么規(guī)律呢?這就是我們今天這節(jié)課要研究的問題。
【問題三】(生活經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)問題情境)
汽車剎車(坐公交車,我們就有這樣的體會)在停下來的過程中動量變化()相同,慢慢滑行停下阻力小,作用時間長;急剎車阻力大,作用時間短。 它們之間究竟有什么定量關(guān)系呢?
二、新課教學
(一)引導學生推導動量定理,并理解其特點
〖問題〗一個質(zhì)量為m的物體,初速度為v,在合力F的作用下,經(jīng)過一段時間t,速度變?yōu)閂`,求:物體的初動量P和末動量P`分別為多少?物體的加速度a=?
〖推導〗由牛頓第二定律得:F合=ma 且a=(V-v)/t
即:F合t=mV-mv=p`-p
〖討論〗在這個表達式中,各個物理量分別是什么?
〖結(jié)論〗物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化,這個結(jié)論叫做動量定理。
〖理解〗
公式中F合是指包括重力在內(nèi)的所有外力的合力,它可以是恒力,也可以是變力, 當 合外力為變力時,F(xiàn)合應(yīng)為變力在作用時間內(nèi)的平均值
此公式是一個矢量式,運用時要取正方向。
。ǘ⿷(yīng)用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象(師生共同歸納,學生舉例)
第一類:在動量變化一定的情況下,如果需要增大作用力,必須縮短作用時間,常見的情形是“硬碰硬”。
例如:用鐵錘釘釘子、沖床沖擊鋼板、雞蛋碰石頭等。
第二類:在動量變化一定的情況下,如果需要減小作用力,必須延長作用時間,常見的情形是“緩沖”。
例如:體操運動員落地時的下肢彎曲、汽車座椅上的安全帶、蹦極的橡皮繩、雞蛋落在海面墊上。
第三類:在合外力一定時,力的作用時間越長,物體的運動狀態(tài)改變越明顯,力的作用時間越短,物體的運動狀態(tài)改變越不明顯。
例如:以快慢兩種不同的速度抽放在桌子邊緣木塊下的紙條,木塊落地點距桌子邊緣的水平距離不同(快時近,慢時遠)。
。ㄈ┩ㄟ^例題讓學生歸納利用動量定理解題的步驟
1.確定研究對象和運動過程。
2.對物體進行受力分析和運動狀態(tài)分析,找出物體所受的合外力和初速度。
3.選定正方向,表示出合外力的沖量和初末動量值。
4.列式計算。
。ㄋ模╈柟叹毩
學生列舉生活中可以利用動量定理解釋的現(xiàn)象。
學生列式計算(先分析解題思路再做題)
質(zhì)量是60的建筑工人不慎從高處跌下,由于系有腰間的彈性繩安全帶的保護,他被懸掛起來。已知彈性安全帶伸長相對很小,安全帶長5m,安全帶的緩沖時間為1.2S,求安全帶所受的平均沖擊力是多大?(g=10m/s2)
(五)小結(jié)
通過本節(jié)課的學習,我們理解了動量定理內(nèi)容特點,并會利用其解釋一些生活現(xiàn)象,也可以利用其求解一些打擊和碰撞類力學問題問題,進一步體會到動量定理與我們的生活密切相關(guān)。
動量教學設(shè)計 4
教學目標
一、知識目標
1. 理解動量的概念,知道動量的定義,知道動量是矢量。
2、理解沖量的概念,知道沖量的定義,知道沖量是標量。
3、知道動量的變化也是矢量,會正確計算一維的動量變化
二、能力目標
1、會計算力的沖量和物體的動量。
2、會計算一維情況下動量的變化。
三、德育目標
培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維能力,建立正確的認識論的方法論。
四、教學重點
1、沖量和動量的概念;
2、沖量和動量的正確計算。
五、教學難點
1、對沖量和動量概念的理解;
2、動量變化的計算。
六、教學方法
1、通過舉例、推導、歸納,講解綜合教法得到?jīng)_量和動量的概念。
2、通過例題的分析,使學生學會求解物體動量的變化。
教學過程
一、導入新課
前面幾章我們主要應(yīng)用牛頓運動定律研究了物體的運動,但對于有些物體的運用直接應(yīng)用牛頓運動定律就發(fā)生了困難。(請同學們觀看錄像片資料中的碰撞、爆炸、打擊、反沖等問題)同學們分析一下這幾類問題有什么共同特點?
學生回答后教師小結(jié):同學們回答得很好。這幾類問題中物體間作用時間都很短,作用力很大,而且作用力隨時間都在不斷地變化,并用變化規(guī)律很難確定。因些直接應(yīng)用牛頓運動定律就發(fā)生了困難。物理學家在研究這些問題時,引入了動量的概念研究了與動量有關(guān)的規(guī)律,確立了動量守恒定律。就用有關(guān)動量的知識,這些問題就容易解決了。這一節(jié)課我們就來學習第一節(jié)—沖量和動量。(出示課題)
二、新課教學
(一)沖量
1、用多媒體出示下列問題:
一個靜止的質(zhì)量m=2kg的物體受到F=10N的水平恒力作用,問:
1、經(jīng)過時間t=4s物體的速度v變?yōu)槎啻?(v=20m/s)
2、如果要使此物體的.速度從靜止開始在t=1s的時間內(nèi)速度達到v , 則應(yīng)將作用力變?yōu)槎啻螅?F=40N)
學生給出答案后,詢問解題方法。
解:物體在力F的作用下得到的加速度為a= ;經(jīng)時間t,據(jù)v=at= t。
3、拓展分析
把v= t。整理可得Ft=mv,
由此我們得到:對于一個原來靜止的物體(v0=0,m一定),要使它獲得一定的速度,你可采用哪些方法?
學生答:a、可以用較大的力作用較短的時間;b、可以用較小的力作用較長的時間。
教師:對于一個原來靜止的物體,只要作用力F和作用時間t和乘積Ft相同,這個物體就獲得相同的速度。也就是說:對一定質(zhì)量的物體,力所產(chǎn)生的改變物體速度的效果,是由Ft這個物理量決定的,那么Ft這個物理量叫什么?它有什么特點呢?
4、沖量
(1)沖量的定義:力F和力的作用時間t的乘積Ft叫做力的沖量,通常用符號I表示沖量。
。2)定義式:I=Ft
。3)單位:沖量的國際單位是牛·秒(N·s)
。4)沖量是矢量,它的方向是由力的方向決定的,如果力的方向在作用時間內(nèi)不變,沖量的方向就跟力的方向相同。如果力的方向在不斷變化,如繩子拉物體做圓周運動,則繩的拉力在時間t內(nèi)的沖量,就不能說是力的方向就是沖量的方向。對于方向不斷變化的力的沖量,其方向可以通過動量變化的方向間接得出。學習過動量定理后,自然也就會明白了。
5、沖量的計算:沖量是表示物體在力的作用下經(jīng)歷一段時間的累積的物理量,因此,力對物體有沖量作用必須具備力F和該力作用下的時間t兩個條件。換句話說:只要有力并有作用一段時間,那么該力對物體就有沖量作用,可見,沖量是個過程量。
6、鞏固訓練:
以初速度豎直向上拋出一物體,空氣阻力不可忽略。關(guān)于物體受到的
沖量,以下說法正確的是:()
A、物體上升階段和下落階段受到的重力的沖量方向相反;
B、物體上升階段和下落階段受到空氣阻力沖量的方向相反;
C、物體在下落階段受到重力的沖量大于上升階段受到重力的沖量;
D、物體從拋出到返回拋出點,所受各力沖量的總和方向向下。
學生思考后讓一位同學作答并說明各選項正誤的理由。
小結(jié):沖量和力的作用過程有關(guān),沖量是由力的作用過程確定的過程量。
動量教學設(shè)計 5
一、教材分析
本節(jié)課是人教版選修3-5第十六章第二節(jié)內(nèi)容,本節(jié)的內(nèi)容為“動量和動量定理”,本節(jié)分兩課時來完成,這節(jié)課為第一課時。也是本章的重點內(nèi)容,是第一節(jié)“實驗:探究碰撞中的守恒量”的繼續(xù),同時又為第三節(jié)“動量守恒定律”奠定了基礎(chǔ),所以“動量定理”有承前啟后的作用!皠恿慷ɡ怼笔桥nD第二定律的進一步展開。它側(cè)重于力在時間上的累積效果,為解決力學問題開辟了新途徑,尤其是打擊和碰撞類的問題。動量定理的知識與人們的日常生活,生產(chǎn)技術(shù)和科學研究有著密切的關(guān)系,因此學習這部分知識有著廣泛的現(xiàn)實意義。
二、學情分析
學生已經(jīng)掌握了動量概念,會運用牛頓第二定律和運動學公式等,為本節(jié)課的學習打下了堅實的基礎(chǔ)。高中生思維方式逐步由形象思維向抽象思維過渡,因此在教學中需要以一些感性認識為依托,加強直觀性和形象性,以便學生理解,因此在教學中多讓學生參與利用動量定理解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象 ,加強學生思維由形象到抽象的過渡。
三、教學目標
知識與技能:
1.理解動量的變化和沖量的定義;
2.理解動量定理的含義和表達式,理解其矢量性;
3.會用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,并能掌握動量定理的簡單計算
過程與方法:
通過運用牛頓運動定律和運動學公式推導出動量定理表達式,培養(yǎng)學生邏輯運算能力。
情感態(tài)度與價值觀:
1. 通過運用所學知識推導新的規(guī)律,培養(yǎng)學生學習的興趣,激發(fā)學生探索新知識的欲望。
2. 通過用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,培養(yǎng)學生用所學物理知識應(yīng)用于生活實踐中去,體現(xiàn)物理學在生活中的指導作用。
四、教學重難點
教學重點:理解動量的變化、沖量、動量定理的表達式和矢量性
教學難點:用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,針對動量定理進行簡單的計算
第二問:我打算讓學生怎樣獲得?
五、教學策略
依據(jù)建構(gòu)主義學習理論,學生學習過程是在教師創(chuàng)設(shè)的情境下,借助已有的知識和經(jīng)驗,主動探索,積極交流,從而建立新的認知結(jié)構(gòu)的過程。學習是學生主體進行意義建構(gòu)的過程。因此要創(chuàng)設(shè)建構(gòu)知識的學習環(huán)境,樹立以人為本的教育觀念,發(fā)展不斷建構(gòu)的認知過程。我校開展的“四五四”綠色生命教育課堂教學模式,就是以學生為中心,突出學生在學習過程中的主體地位,通過自主學習、多元互動提升學生的.學習能力。
1.本節(jié)從“鳥撞飛機”的情景引入,可以激發(fā)學生學習的興趣,在課程學習中通過練習題計算出鳥撞擊飛機的力,兩者相呼應(yīng)。這種情景導入的目的在于引起學生的有意注意,激發(fā)學生的興趣和求知欲望。
2.在課堂上通過學生的互相討論,把學生的思維充分地調(diào)動起來,讓他們主動參與學習,成為學習的主人。從而使復雜性的內(nèi)容演變成簡單易懂的內(nèi)容。并加以多媒體課件,最大限度地發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性,提高他們的思維能力和觀察能力,同時教師的適當總結(jié),使他們對知識有了更深更全面的認識。
3. 在反饋拓展環(huán)節(jié),針對鳥撞飛機事件進行相關(guān)計算,同時拓展到更高空間即太空垃圾問題,結(jié)合科技前沿對學生進行情感教育,開闊學生視野。
第三問:我打算多長時間讓學生獲得?
5分鐘創(chuàng)設(shè)情境并復習引入新課,10分鐘學生自主探究,25分鐘與學生互動交流,5分鐘總結(jié)分享布置作業(yè)。
第四問:我怎么知道教學達到了我的要求,有多少學生達到我的要求?
通過小組合作,生生、師生、生本互動,了解學生的掌握、落實情況;通過問題討論,了解學生對知識的運用。
【五個環(huán)節(jié)】
六、教學過程
教學環(huán)節(jié)
教師活動
學生活動
設(shè)計意圖
創(chuàng)設(shè)情境
復習
引入
關(guān)于鳥撞飛機的報道,播放鳥撞飛機的視頻
觀察、體會、思考
通過多媒體輔助視頻,激發(fā)學生興趣,設(shè)疑,為動量定理的簡單計算做鋪墊
復習提問:
1.動量的定義
2.動量的方向
3.動量是過程量還是狀態(tài)量
引導學生練習學案中的例1
對學生反饋加以評價,提出規(guī)范性的要求
回答問題:
1. P=mv
2. 與速度方向相同
3. 狀態(tài)量
做練習,并展示
回顧舊知識動量,通過練習引出新內(nèi)容動量的變化;通過學生展示分析提高學生語言表達能力,突破動量變化矢量性的重點。
多元互動
理論探究深入新知
教師提出問題:動量的變化產(chǎn)生的原因是什么?
針對學生展示進行評價
學生動筆推導并在投影展示推導過程
通過理論推導培養(yǎng)學生邏輯推理能力,加強對動量定理的理解,從而突破本節(jié)課重點。培養(yǎng)了學生的語言表達能力,加強了生生交流、師生交流。
聯(lián)系學生推導過程,引出沖量定義、矢量性及單位
動量定理的內(nèi)容和表達式
思考、回答老師提問
通過老師結(jié)合學生推導過程給出新概念新內(nèi)容,連接順暢,學生易于接受,從而達到教學目標。
當堂訓練 強化認知
展示網(wǎng)球運動員李娜獲澳網(wǎng)冠軍圖片,并創(chuàng)設(shè)情境讓學生做學案上例2,教師進行規(guī)范性指導
重現(xiàn)鳥撞飛機情境,進行練習2
深化拓展:宇宙垃圾問題
做學案例2
觀看視頻,并進行計算
有興趣的課下查詢相關(guān)資料
通過創(chuàng)設(shè)情境提出例題,以一些感性認識為依托,加強直觀性和形象性,通過例題分析培養(yǎng)學生答題規(guī)范性,加深對動量定理的理解,從而突破教學難點。
通過再現(xiàn)鳥撞飛機情境與前面呼應(yīng),通過計算得出鳥撞飛機的作用力大小來解釋前面提出的疑問。加強對動量定理的理解,從而突破教學難點。
結(jié)合當今社會熱點,深化課堂,從而激發(fā)學生學習積極性。
動量定理在生活中的應(yīng)用
播放視頻汽車碰撞安全測試視頻,提出問題,安全氣囊的原理(教師可以引領(lǐng)學生分析)
1.學生展示籃球傳球過程,并解釋其物理原理
2.足球比賽經(jīng)常出現(xiàn)用頭爭搶球的情景,如果改成鉛球還搶嗎?
3.將白紙放到水杯下面,盡量讓水杯不動,如何將白紙抽出?
我來說一說
觀看視頻,思考問題并回答
小組討論、分析各種情況
學生舉例生活中與動量定理有關(guān)的生活現(xiàn)象
通過圖片展示或是學生動手操作生活中的現(xiàn)象,體現(xiàn)了物理從生活中來,我們還要將其運用于實踐中,從而激發(fā)學生學好物理的信心。加強學生對動量定理的理解,并達到教學目標。
通過學生舉例聯(lián)系生活,強化了學生從直觀形象思維到抽象邏輯思維的過渡。
總結(jié)提升
課堂小結(jié)
分享收獲
通過學生交流讓學生分享各自的收獲,體現(xiàn)了課堂分享特征
七、板書設(shè)計
§16.2動量和動量定理
一、動量的變化
1.定義式: ⊿P=P’-P
2. 動量的變化量是矢量
二、動量定理
1.探究動量變化的原因
2. 沖量
。1) 定義式:I=Ft
。2) 方向:與F相同
。3) 單位:N﹒s
3.動量定理
。1)內(nèi)容:物體的動量變化量與所受合外力的沖量相等
。2)公式:P’-P=I合 或 mv’-mv=F合t
4.動量定理在生活中的應(yīng)用
八、教學設(shè)計評價
【四個特征】
溫暖特征:通過本節(jié)課我在教學中盡力做到關(guān)注每一位學生,讓多數(shù)學生參與到課堂中來,在巡視過程中對部分學生加以指導,課堂氛圍比較輕松和諧,體現(xiàn)了溫暖的特征。
自主特征:通過小坐合作,自主探究動量變化的原因,培養(yǎng)學生思維能力。
開放特征:本節(jié)課學生積極踴躍參與課堂教學,討論開放式題目,學生思維沒有受到約束,開闊學生視野,課堂氣氛比較活躍,體現(xiàn)生命課堂開放的特征。
分享特征:通過學生交流讓學生分享各自的收獲,體現(xiàn)了課堂分享特征。
動量教學設(shè)計 6
教學目的:
1.知道動量守恒定律的內(nèi)容,掌握動量守恒定律成立的條件,并在具體問題中判斷動量是否守恒。
2.學會沿同一直線相互作用的兩個物體的動量守恒定律的推導。3.知道動量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一。
教學重點:
重點是動量守恒定律及其守恒條件的判定。
教學難點:
難點是動量守恒定律的理解。
教具:
1.氣墊導軌、光門和光電計時器,已稱量好質(zhì)量的兩個滑塊(附有彈簧圈和尼龍拉扣)。
教學過程:
前面已經(jīng)學習了動量定理,下面再來研究兩個發(fā)生相互作用的物體所組成的物體系統(tǒng),在不受外力的情況下,二者發(fā)生相互作用前后各自的動量發(fā)生什么變化,整個物體系統(tǒng)的動量又將如何?
1.從生活現(xiàn)象引入:兩個同學靜止在滑冰場上,總動量為0,用力推開后,總動量為多少?(接下來通過實驗建立模型分析)
2.實驗:
1)準備:在已調(diào)節(jié)水平的氣墊導軌上放置兩個質(zhì)量相等的滑塊,用細線連在一起處于被壓縮狀態(tài)
2)解說實驗操作過程
3)實際操作
4)實驗結(jié)論:兩個物體在相互作用的過程中,它們的總動量是一樣的
3.理論推導總結(jié)出動量守恒定律并分析成立條件
1)推導:
碰撞之前總動量:P=P1+P2=m11+m22
碰撞之后總動量:P=P1+P2=m11+m22
碰撞過程:F1t=m11-m11
F2t=m22-m22
由牛三定律有:F1t=-F2t
m11-m11=-(m22-m22)
整理:m11+m22=m11+m22
即:P=P
2)引入概念:
1.系統(tǒng):相互作用的物體組成系統(tǒng)。
2.外力:外物對系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力
3.內(nèi)力:系統(tǒng)內(nèi)物體相互間的作用力
分析得到上述兩球碰撞得出的'結(jié)論的條件:
兩球碰撞時除了它們相互間的作用力(系統(tǒng)的內(nèi)力)外,還受到各自的重力和支持力的作用,使它們彼此平衡。桌面與兩球間的滾動摩擦可以不計,所以說m1和m2系統(tǒng)不受外力,或說它們所受的合外力為零。
結(jié)論:相互作用的物體所組成的系統(tǒng),如果不受外力作用,或它們所受外力之和為零,則系統(tǒng)的總動量保持不變。這個結(jié)論叫做動量守恒定
4.動量守恒定律
1)內(nèi)容:一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力的和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變
2)注意點:
、傺芯繉ο:系統(tǒng)(注意系統(tǒng)的選取)
、趨^(qū)別:a.外力的和:對系統(tǒng)或單個物體而言
b.合外力:對單個物體而言
、蹆(nèi)力沖量只改變系統(tǒng)內(nèi)物體的動量,不改變系統(tǒng)的總動量
、苁噶啃(即不僅對一維的情況成立,對二維的情況也成立,例如斜碰)
、萃恍(參考系的同一性,時刻的同一性)
⑥作用前后,作用過程中,系統(tǒng)的總動量均保持不變
5.分析動量守恒定律成立條件:
b)F合=0(嚴格條件)F內(nèi)遠大于F外(近似條件)某方向上合力為0,在這個方向上成立
6.適用范圍(比牛頓定律具有更廣的適用范圍:微觀、高速)
7.小結(jié)
動量教學設(shè)計 7
一、教學目標
1、知道動量守恒定律的內(nèi)容,掌握動量守恒定律成立的條件,并在具體問題中判斷動量是否守恒。
2、學會沿同一直線相互作用的兩個物體的動量守恒定律的推導。
3.知道動量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一。
二、重點、難點分析
1、重點是動量守恒定律及其守恒條件的判定。
2.難點是動量守恒定律的矢量性。
三、教具
1、氣墊導軌、光門和光電計時器,已稱量好質(zhì)量的兩個滑塊(附有彈簧圈和尼龍拉扣)。
2、計算機(程序已輸入)。
四、教學過程
。ㄒ唬┮胄抡n
前面已經(jīng)學習了動量定理,下面再來研究兩個發(fā)生相互作用的物體所組成的物體系統(tǒng),在不受外力的情況下,二者發(fā)生相互作用前后各自的動量發(fā)生什么變化,整個物體系統(tǒng)的動量又將如何?
。ǘ┙虒W過程設(shè)計
1、以兩球發(fā)生碰撞為例討論“引入”中提出的問題,進行理論推導。 畫圖:
設(shè)想水平桌面上有兩個勻速運動的球,它們的質(zhì)量分別是m1和m2,速度分別是v1和v2,而且v1>v2。則它們的總動量(動量的矢量和)p=p1+p2=m1v1+m2v2。經(jīng)過一定時間m1追上m2,并與之發(fā)生碰撞,設(shè)碰后二者的速度分別為v1和v2,此時它們的動量的矢量和,即總動量p=p1+p2=m1v1+m2v2。
板書:p=p1+p2=m1v1+m2v2 p=p1+p2=m1v1+m2v2
下面從動量定理和牛頓第三定律出發(fā)討論p和p有什么關(guān)系。 設(shè)碰撞過程中兩球相互作用力分別是F1和F2,力的作用時間是t。根據(jù)動量定理,m1球受到的沖量是F1t=m1v1-m1v1;m2球受到的沖量是
F2t=m2v2-m2v2。
根據(jù)牛頓第三定律,F(xiàn)1和F2大小相等,方向相反,即F1t=(m2v2-m2v2) 整理后可得
板書:m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 或?qū)懗?/p>
p1+p2=p1+p2
就是p=p 這表明兩球碰撞前后系統(tǒng)的總動量是相等的。 分析得到上述結(jié)論的條件:
1.兩球碰撞時除了它們相互間的作用力(這是系統(tǒng)的內(nèi)力)外,還受到各自的重力和支持力的作用,但它們彼此平衡。桌面與兩球間的滾動摩擦可以不計,所以說m1和m2系統(tǒng)不受外力,或說它們所受的合外力為零。
2.結(jié)論:相互作用的物體所組成的系統(tǒng),如果不受外力作用,或它們所受外力之和為零。則系統(tǒng)的總動量保持不變。這個結(jié)論叫做動量守恒定律。
做此結(jié)論時引導學生閱讀課文。并板書。
∑F外=0時
p=p 3.利用氣墊導軌上兩滑塊相撞過程演示動量守恒的規(guī)律。 (1)兩滑塊彈性對撞(將彈簧圈卡在一個滑塊上對撞)
光電門測定滑塊m1和m2第一次(碰撞前)通過A、B光門的時間t1和t2以及第二次(碰撞后)通過光門的時間t1和t2。光電計時器記錄下這四個時間。
將t
1、t2和t1 、t2輸入計算機,由編好的程序計算出v
1、v2和v1、v2。將已測出的滑塊質(zhì)量m1和m2輸入計算機,進一步計算出碰撞前后的動量p
1、p2和p1、p2以及前后的總動量p和p。
由此演示出動量守恒。
注意:在此演示過程中必須向?qū)W生說明動量和動量守恒的.矢量性問題。因為v1和v2以及v1和v2方向均相反,所以p1+p2實際上是|p1|-|p2|=0,同理p1+p2實際上是|p1|-|p2|。
。2)兩滑塊完全非彈性碰撞(將彈簧圈取下,兩滑塊相對面各安裝尼龍子母扣)
為簡單明了起見,可讓滑塊m2靜止在兩光電門之間不動(p2=0),滑塊m1通過光門A后與滑塊m2相撞,二者粘合在一起后通過光門B。
光門A測出碰前m1通過A時的時間t,光門B測出碰后m1+m2通過B時的時間t。將t和t輸出計算機,計算出p1和p1+p2以及碰前的總動量p(=p1)和碰后的總動量p。由此驗證在完全非彈性碰撞中動量守恒。
。3)兩滑塊反彈(將尼龍拉扣換下,兩滑塊間擠壓一彈簧片) 將兩滑塊置于兩光電門中間,二者間擠壓一彎成∩形的彈簧片(銅片)。同時松開兩手,鋼簧片將兩滑塊彈開分別通過光電門A和B,測定出時間t1和t2。
將t1和t2輸入計算機,計算出v1和v2以及p1和p2。
引導學生認識到彈開前系統(tǒng)的總動量p0=0,彈開后系統(tǒng)的總動量pt=|p1|-|p2|=0?倓恿渴睾,其數(shù)值為零。
4、例題
甲、乙兩物體沿同一直線相向運動,甲的速度是3m/s,乙物體的速度是1m/s。碰撞后甲、乙兩物體都沿各自原方向的反方向運動,速度的大小都是2m/s。求甲、乙兩物體的質(zhì)量之比是多少?
引導學生分析:對甲、乙兩物體組成的系統(tǒng)來說,由于其不受外力,所以系統(tǒng)的動量守恒,即碰撞前后的總動量大小、方向均一樣。
由于動量是矢量,具有方向性,在討論動量守恒時必須注意到其方向性。為此首先規(guī)定一個正方向,然后在此基礎(chǔ)上進行研究。
板書解題過程,并邊講邊寫。 板書:
講解:規(guī)定甲物體初速度方向為正方向。則v1=+3m/s,v2=1m/s。碰后v1=-2m/s,v2=2m/s 根據(jù)動量守恒定律應(yīng)有m1v1+m2v2=m1v1+m2v2移項整理后可得m1比m2為
代入數(shù)值后可得m1/m2=3/5,即甲、乙兩物體的質(zhì)量比為3∶5。 5.練習題
質(zhì)量為30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一輛靜止在水平軌道上的平板車,已知平板車的質(zhì)量是80kg,求小孩跳上車后他們共同的速度。
分析:對于小孩和平板車系統(tǒng),由于車輪和軌道間的滾動摩擦很小,可以不予考慮,所以可以認為系統(tǒng)不受外力,即對人、車系統(tǒng)動量守恒。
板書解題過程:
跳上車前系統(tǒng)的總動量
p=mv 跳上車后系統(tǒng)的總動量
p=(m+M)V 由動量守恒定律有mv=(m+M)V 解得
6、小結(jié)
。1)動量守恒的條件:系統(tǒng)不受外力或合外力為零時系統(tǒng)的動量守恒。
。2)動量守恒定律適用的范圍:適用于兩個或兩個以上物體組成的系統(tǒng)。動量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律,對高速或低速運動的物體系統(tǒng),對宏觀或微觀系統(tǒng)它都是適用的。
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