一、教材分析
《动量和动量定理》是人教版高中物理选修3-5十六章第二节的内容。从教材编排上看,它是牛顿运动定律及动能定理之后,在动量守恒定律之前。因此不仅是对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,《动量和动量定理》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碰撞中的守恒量,这些知识为本节课的学习奠定了基础。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“建立情境→引导→探究”模式进行教学。通过生活实例引入课题,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)理解和掌握动量的概念,并能正确计算物体动量的变化。
(2)理解和掌握冲量的概念,强调冲凉的矢量性。
(3)理解动量定理的确切含义,知道动量定理适用于变力。
(4)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 | 【创设情境,导入新课】 多媒体播放视频:小女孩不慎跌出阳台,危急时刻众人用扯起帆布救出女孩。 问题:为什么一块小小的帆布就能挽救女孩的生命? 导入新课:今天我们就来学习解释这个问题的规律——动量和动量定理。 | 学生观看视频,积极思考导致结果的原因。 | 老师通过一段视频激发学生的学习兴趣,同时引导学生从生活走向物理,从而导入新课。 |
(二) 创 设 情 境 、 建 立 概 念 | 问题:操场上飞来的足球我们敢用头顶,飞来的铅球或是飞来的子弹我们敢用头顶吗? 教师归纳总结:运动物体的作用效果与物体的质量和速度有关。物体的质量与速度的乘积叫动量。 例题:一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动(如图),碰撞前后钢球的动量各是多少?碰撞前后钢球的动量变化了多少? 问题1:例题中动量计算速度方向如何代入公式中?动量是矢量还是标量?是过程量还是状态量? 问题2:猜想动量变化的原因? | 学生积极思考可能与运动物体的质量和速度有关。 学生积极讨论例题并回答问题。通过实际情境感受到动量是矢量和过程量。 | 将生活搬入课堂,将知识由抽象变直观,让学生在生活中获取知识, ,这样获取的知识,易于理解。 通过具体问题引导学生分析,而不是老师在课堂上轻易的去”给予”知识更重要的是学生感觉学习物理有用,从而产生浓厚的学习兴趣。 |
(三) 创 设 情 境 , 探 究 规 律 | 【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 。讨论力与动量变化的关系。 提示1:物体的加速度a=( Vt-V。)/t 提示2:牛顿第二定律F=ma 问题:等式的左边表示什么呢?是矢量还是标量?是过程量还是状态量? 教师归纳总结:等式左边表示物体受到合外力的冲量。 问题:等式表达的物理意义? 教师归纳总结: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: Ft=mVt-m V。 学生讨论分析得出冲量是动量变化的原因。 | 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:前面推导过程是恒力,对于变力是否试用? 教师归纳总结: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。 | 学生积极思考问题,讨论交流,内化知识。 | 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。 | |
(四) 运 用 规 律 、 巩 固 新 知 | 【问题再现,释疑解惑】 再现小女孩坠出阳台的问题情景,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一块小小的帆布能挽救女孩的生命? 【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。 【精选例题,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? 【知识迁移,灵活运用】 质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为______kg•m/s.若小球与地面的作用时间为0.2s,则小球受到地面的平均作用力大小为______N(取g=10m/s2) | 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。 学生积极分析问题、合作交流、求解问题。 学生合作交流,灵活运用解题思路 | 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,体现从生活到物理再从物理回到生活的教学理念。 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方法。 精选习题,帮助学生将动量定理迁移到其它问题中,达到灵活运用的目的,增强解决物理问题的能力。 |