动量定理-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日教学设计《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物体在水平恒力和滑动摩擦力的作用下，沿水平面运动。播放动画创设情境创设情境总结：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化--动量定理。引导：等式的左边表示什么？等式的右边又表示什么.呢？思考得出：左边表示合外力的冲量，右边表示动量的变化。创设物理情景，提出问题，引导学生利用牛顿第二定律推导出冲量和动量的关系式。观看动画，合作交流，利用牛顿第二定律推导出(F-f)t=mvt-mv。演示实验导入新课两个鸡蛋从同一高度下落，一个落到桌面上，一个落到软垫上。观察实验激发学习兴趣，从生活走向物理。开始模拟鸡蛋下落的动画。播放动画积极思考，学会利用动量定理解释生活现象。提出2个问题，引导学生加深理解动量定理。积极思考，合作交流，解决问题，内化知识。分别列举2类生活现象，让学生逐一解释。归纳：在生活中，有时需要通过延长作用时间来减小力的作用，有时又需要通过缩短作用时间来增大力的作用。投影例题，巩固新知，深化理解。分析问题，建立模型，完成练习课外探究回归生活。结束结合材料，相互讨论，归纳动量定理在生活中的两类典型应用。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。.FfV。Vtt正.FfV。Vtt正提示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？学生合作交流，运用动量定理解释现象，巩固内化，加深理解。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。【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。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.FfV。Vtt正.FfV。Vtt正（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。)等于物体动量的变化F=G+mv。/t2、理解：（1）、（2）、（3）FtV。正Vt=0G