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动量定理教学设计分析

广东省2010年普通高中物理课堂教学设计参评课例《动量和动量定理》人教版教材3-5模块第十六章第二节作者姓名:王琳工作单位:珠海市第一中学联系电话:邮箱:【课题】动量和动量定理(1课时)【教学内容分析】1.课程标准对本节的要求:理解动量和冲量的概念,理解动量定理及其表达式,会正确计算出做一维运动的物体的动量变化,能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。

2.教材的地位和作用:《动量守恒定律》这一章讲述动量的概念,以及动量定理和动量守恒定律及应用。

这一章是牛顿力学的进一步展开,通过动量守恒定律为解决力学问题开辟了新的途径,是力学部分的重点章节。

第一节探究了碰撞中的不变量,为讲述动量和动量定理作铺垫,而动量守恒定律又是由动量定理推导出来的,所以动量和动量定理一节在本章中起到承上启下的至关重要的地位。

3.教材的编写思路:全章内容环环相扣,脉络清晰,结构严谨。

本节内容是上一节“探究碰撞中的不变量”的内容的继续,通过演示实验和定量的公式推导,得出合外力的冲量与物体的动量变化之间的关系,虽然动量定理是在恒力作用的情况下推导得到的,但应使学生明白,动量定理也适用于变力,动量定理公式中的F应理解为变力在作用时间内的平均值。

正是因为如此,动量定理在实际中有广泛的应用,尤其是在解决作用时间短、作用力大而且随时间变化的打击、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿运动定律方便得多。

3.教材的特点:本章动量概念引入方式的改变以及动量定理的导出,目的是引导学生尝试用动量的概念表示牛顿第二定律,从而明确动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的。

这样处理有助于对动量概念以及描述力与运动的关系问题有更深入的理解。

5.教材处理:首先从科学上的角度展示几代科学家在追寻“不变量”的努力中,逐渐形成“动量”概念的历史过程;其次在理解动量时明确动量p=mv中的v是指物体的瞬时速度,从而说明动量是状态量,是矢量;第三要明确动量变化的意义,即是两个矢量的差。

动量定理的研究对象是单个物体(或系统),应用定理解题时需对研究对象进行受力分析,以确定其在研究过程中各个力的冲量值,要区分初、末状态的动量值。

对于动量定理必须明确以下几点:1、理论推导要强调“合外力”、“恒力”。

推导过程的主要步骤要有板书。

对变力的问题,我们同样可以应用动量定理,这个说明是很重要的,因为应用动量定理时,大量情况下物体受的合外力是变力。

2、动量定理I=ΔP是一个矢量式,应用时一定要注意各个矢量的方向关系。

在一维的情况下,要规定一个正方向,再根据各已知量的方向确定它们的正负,代入公式运算。

3、动量定理和牛顿第二定律的关系。

它们从不同侧面反映的力和运动的关系。

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。

【教学对象分析】1.学生的兴趣:高中的学生具有好奇、好动、好强的心理特点。

教学中要注意培养学生对物理的兴趣,充分发挥演示实验与学生实验的作用,调动学生学习的积极性和主动性。

2.学生的知识基础:学生在学习这一章时,对矢量的概念和牛顿第二定律的应用已经比较熟练,在之前的能量守恒的学习中对“守恒”的观点也已经有了初步的认识。

3.学生的认识特点:要真正理解冲量的效果是使物体获得动量,必须要经过感性认识到理性认识的过程,教学的起始要求不能太高,要循序渐进,从生活中众多实例出发,通过分析、感受真正体验动量和动量定理的内涵。

【教学目标】1.知识与技能1)理解动量和动量的变化及其矢量性,会正确计算做一维运动的物体的动量变化2)从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式,理解动量定理的确切含义和表达式,知道动量定理适用于变力;3)会用动量定理解释现象和处理有关的问题。

2.过程与方法1)通过实验和理论分析,探究动量定理;2)通过师生互动与多媒体辅助教学,引导学生思考,会用动量定理解释处理有关问题。

2.情感态度与价值观1)通过对动量和动量定理的学习,体验科学、技术、社会的紧密联系;2)通过用动量定理解释现象和处理有关的问题,培养学生的推理能力、用辩证的观点分析问题和理论联系实际、用理论分析实际问题的能力。

【教学重点】1、动量和动量变化及其矢量性的理解;2、动量定理的推导;2、利用动量定理解释有关现象,并能掌握一维情况下的计算问题。

【教学难点】理解动量定理的确切含义和表达式,动量、冲量的方向问题,是使用动量定理的难点。

如何正确理解合外力的冲量等于物体动量的变化;如何正确应用动量定理分析打击和冲撞一类短时间作用的力学问题。

【教学策略设计】1、变演示实验为课前学生自主探究实验,培养学生的创新能力。

课堂演示实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。

以“鸡蛋落地不破”的探索性实验,让学生在课前设计各种不同的方法举行“鸡蛋落地不破,看谁举得高”设计比赛,在课堂上演示,让学生充分的动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,从而有利于学生创造性思维的激发。

2、通过对例题的分析和讲解,得到动量定理解题的方法和步骤。

3、从学生的生活实际出发,感受和体验动量定理在生活实际中的应用。

充分体现新课程标准中提出的“从生活走向物理,从物理走向社会”要求。

让学生自己开口说出实验现象,培养学生的表达能力。

让学生对实际物理现象进行分析,培养学生的理论分析能力。

【教学用具】鸡蛋、沙、细线、橡皮筋、小铁球、铁架台、垒球等 【教学流程图】错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

创设情境,激趣引入观察实验,形象感知建立模型,得到定理知识应用 拓展提高 投掷小球,理解动量和动量变化的概念学生分组演示他们设计的实验引出问题:鸡蛋摔不破的条件用牛顿运动定律分析建立的物理模型得到动量定理 给出动量定理使用的注意事项 分析分组实验 例题求解与分析 课后思考和拓展【教学过程设计】在光滑水平面向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,(如图所示)求:1、碰撞前后钢球的动量是否相同?2、碰撞前后钢球的动量变化?解:1、定碰撞前速度方向为正方向碰撞前 Po=mVo=0.1x6(kg.m/s)=0.6kg.m/s碰撞后Pt=mVt=0.1x(-6)(kg.m/s)=-0.6kg.m/sPo不等于Pt2、△P=Pt-Po=-0.6-0.6(kg.m/s)=-1.2kg.m/s负号表示△P与Vo反向思考分析回答学生总结解题注意要点:计算同一直线上动量变化,首先要选正方向,将矢量运算转化为代数运算,文字说明△P方向。

【观察实验,形象感知】课前准备——一个质量为60g的鸡蛋,从高处落到水泥地面上后完整无损,要求高度越高越好。

请你设计可行的方案,并能演示。

其理论依据是什么?能否根据你所学过的知识加以论证呢?课前学生小组讨论并提出方案:方案一:在地上放一层厚的海棉方案二:用棉布把鸡蛋包住方案三:做一个小降落伞带着鸡蛋往下放方案四:在地上放沙(或一盆水)方案五:把鸡蛋煮熟,然后…………师:我们请提出方案的同学上讲台把实验做给同学们看一看。

师:同学们能不能讲一讲这样做的理由吗?请讨论一下。

学生上讲台站在凳上做这个实验:让鸡蛋从某一高度(3m处)自由下落在沙地上。

生:(自由讨论得出)减少地面对鸡蛋的作用力、缓冲了一下……启发学生思维,让学生大胆说出自己的想法。

从而了解学生的前概念,并根据学生的前概念,调整和改进教学设计。

【板书设计】一、动量1、定义式:p=mv(v是瞬时速度)2、单位:kg.m/s3、方向:矢量,和v同向。

4、动量变化△P =Pt - Po = mvt - mvo二、冲量1、定义式:I=F ·t2、单位:N ·s3、方向:矢量与力的方向相同三、动量定理:1、推导:一质量为m的物体初速度为V在恒力F作用下在时间t内,速度变化到Vˊ。

由于物体作匀加速运动,有a=(Vˊ-V)/t根据牛顿第二定律,有F=ma可得F=(mVˊ-mV)/t2、公式:Ft=mVˊ-mV I = P’- P【学案设计】1.学习课题:动量和动量定理2.课前实验:一个质量为60g的鸡蛋,从高处落到水泥地面上后完整无损,要求高度越高越好。

请你和你所在的小组设计可行的方案,并能演示。

3.学习目标:知识点一动量1)定义:2)公式: ;动量是量;动量的方向。

知识点二动量定理1)冲量表达式:2)理论推导:3)内容:物体在一个过程始末的等于它在这个过程中所受的力的。

4)动量定理公式: 。

4.例题分析例题1:一个质量是0.1k g的钢球,以6m /s 的速度在光滑水平面向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s 的速度水平向左运动,(如图所示)求:1)碰撞前后钢球的动量是否相同?2)碰撞前后钢球的动量变化?例题2:一个质量为0.18kg 的垒球,以25 m/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45 m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s,求球棒对垒球的平均作用力有多大?5. 达标测评1、A 、B 两个物体都静止在光滑水平面上,当分别受到大小相等的水平力作用,经过相等时间,下列说法正确的是A 、A 、B 所受的冲量相同B 、A 、B 的动量变化相同C 、A 、B 的末动量相同D 、A 、B的末动量大小相同2、质量为m 的物体以速度v0做平抛运动,经过时间t ,下落的高度为h ,速度大小为v,在这段时间内,该物体动量变化量大小为A 、mv -mv 0B 、mgt C.202v v m D、gh m 23、.关于冲量、动量、动量的变化的下列说法中正确的是A 、物体的动量等于物体所受的冲量B 、物体所受外力的冲量大小等于物体动量的变化大小C 、物体所受外力的冲量方向与物体动量的变化方向相同D 、物体的动量变化方向与物体的动量方向相同4、某物体受到一个-6N ·s 的冲量作用,则A 、物体的动量一定减小B 、物体的末动量一定是负值C 、物体动量增量的方向一定与规定的正方向相反D、物体原来动量的方向一定与这个冲量的方向相反5、水平飞行的子弹m 穿过光滑水平面上原来静止的木块M ,子弹在穿过木块的过程中A 、m和M 所受的冲量相同B 、子弹与木块相互作用力做功的数值相等C 、m速率的减少等于M速度的增加D、m 动量的减少等于M 动量的增加6、一质量为2kg 的质点从静止开始沿某一方向做匀加速直线运动,它的动量p随位移变化的关系式为x p 8 kg ·m/s,则此质点A 、加速度为8 m/s 2B 、2s 内受到的冲量为32 N·sC 、在相同的时间内,动量的增量一定相等D 、通过相同的距离,动量的增量也可能相等7、与匀变速运动的物体在某时间内与动量变化量的方向相同的是A.这段时间内的位移方向B.这段时间内的平均速度方向C.这段时间内速度变化量的方向D .物体运动的加速度方向E.物体所受合外力的方向8、如图所示,用0.5kg 的铁锤钉钉子,打击时铁锤的速度为4 m/s,打击后铁锤的速度为0,设打击时间为0.01 s 。

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