動量定理教學設計

來源:文萃谷 1.86W

動量定理是動力學的普遍定理之一。相信大家比較陌生的呢,它是一個科學定理。動量定理教學設計,我們來看看。

動量定理教學設計

一、設計思想

本節課以學生為主體,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,以充分體現探究的過程和實現對學生探究能力培養的過程。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計,培養學生的創新能力。

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,不利於其創新能力的培養。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,讓學生在課前設計各種不同的方法舉行“雞蛋落地不破,看誰舉得高”設計比賽,在課堂上演示。讓學生充分地動腦、動手、動口,發揮學生的主體作用,從而有利於學生創造性思維的激發。

2.設計探索性實驗,培養學生探索知識、發現問題的能力。

傳統的--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“緩衝裝置的模擬”,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。”通過實踐,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改變的影響。

3.從學生的生活實際出發,感受和體驗動量定理在生活實際中的應用。充分體現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

課前佈置思考題:一個質量為60g的雞蛋,從3高處落到水泥地面上,要求着地後完整無損。請你設計一種可行的方案,並能演示。其理論依據是什麼?能否根據你所學過的知識加以論證呢?

三、教學目標

(1)基礎知識:

理解動量定理的確切含義和表達式,知道動量定理適用於變力;

會用動量定理解釋現象和處理有關的問題。

(2)思想教育:學會用辯證的觀點分析問題。

(3)能力培養:用理論分析實際問題。

四、重點與難點

用動量定理解釋有關現象,動量、衝量的方向問題,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,鐵架台,寬約2c,長約20c的紙條,橡皮一塊和投影片等。

六、教學過程設計

(一)創設問題情境,引入新課題。

以10/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。)

質量為20g的小物體運動過來,能不能用手去接?

(速度小,就能去接。速度大,如子彈,就不能。)

動量決定於物體質量與速度v的乘積。

板書:P=v

有人説動量大的不能接,動量小的能接。還有人説如果是質量不太大,速度又不太快的物體就敢接了。那麼如果是50g的雞蛋以5/s的進度向你飛來,你敢接嗎?

(頭接雞蛋時要用力,作用力大時,頭對雞蛋有作用衝量作用,雞蛋會破的。)

板書:I=Ft

對於這個問題可以通過我們今天的學習,討論衝量與動量的關係,進一步探索其答案。

(二)做中學探究物理規律。

師:請同學先思考這樣一個問題:

【投影片1】

一個質量為60g的雞蛋,從3高處落到水泥地面上,要求着地後完整無損。請你設計一種可行的方案。理論依據是什麼?能否根據你所學過的知識加以論證呢?

學生討論並提出多種方案:①在地上放一層海綿;②用海綿把雞蛋包住;③做一個降落傘帶着雞蛋往下放;④在地上放一盆水(或沙)。

師:我們請提出方案四的同學上講台把實驗做給同學們看一看。

(學生上講台站在凳上做這個實驗)

【演示實驗】讓雞蛋從高3處自由下落到沙地上。

師:能不能講一講你這樣做的理由?

生:減少地面對雞蛋的作用力。

師:能不能從理論上加以論證呢?

由學生自己推導,老師總結。

板書:設一個質量為的物體,初速度為v,在恆力F作用下在時間t內速度變化到v'。

由於物體作勻加速運動,則有a=(v'-v)/t

再根據牛頓第二定律,有F=a,可得

Ft=at=v'-v

F=(v'-v)/t

由上式可知在從相同高度落下的情況下,(v'-v)是一個定值,要使F減少,只有增加力的.作用時間。所以上述方案中都是為了增加作用時間t。

師:大家回過來討論表達式Ft=v'-v。

式子左側是物體受到所推外力合力的衝量,用I表示。

v'和v是衝量作用前、作用後的動量。分別用P和P'表示。

P'-P是物體動量的改變,又叫動量的增量。

等式的物理意義是:物體動量的改變,等於物體所受外力衝量的總和。這就是動量定理。用公式表示:

板書:I=P'-P

即物體所受合外力的衝量等於物體動量的變化,這個結論叫做動量定理。

Ft=P'-P或Ft=v'-v

説明:

(1)上述公式是一矢量式,其運算遵循平行四邊形定則。若各量的方向在同一直線上,則應首先規定正方向,將矢量運算簡化為代數運算。

(2)在動量定理的上述推導中,我們是根據牛頓第二定律F=a和運動學公式vt=v0+at,即在設定力是恆定情況下推導出來的。實際上,物體所受的力通常不是恆定的。例如在乒乓球與拍碰撞過程中,用球棒打擊壘球,用鐵錘釘釘子等,乒乓球、壘球和釘子所受的力就不是恆定的。但可以證明,動量定理不但適用於恆力,也適用於隨時間而變化的變力。對於變力的情況,動量定理中的F應理解為變力在作用時間內的平均值。

【投影片2】

例:一個質量為0.18g的壘球,以2/s的水平速度飛向球棒,被球棒打擊後,反向水平飛回,速度的大小為45/s,設球棒與壘球的作用時間為0.01s。球棒對壘球的平均作用力有多大?

【投影片3】

應用步驟:

①先選定正方向。

②對物體(一般為單個物體)進行過程分析和受力分析,弄清各力在各過程中的衝量,求出合衝量,且注意各量的正負。

③對物體進行狀態分析,寫出初、末狀態的動量,並求出研究過程中的動量的變化量。

④應用動量定理列式求解。

師:學習了動量定理後,對上面同學的實驗方案就能理解,並希望能自覺地運用。下面請每一個同學自己親自來感受一下動量定理的應用。

【投影片4】

【小實驗】在課桌邊上放一張紙,再在紙上放一塊橡皮,請同學做一個實驗,把紙從橡皮下抽出,但不能把橡皮拉落下。邊做邊思考,怎樣做才能完成這個實驗,談一談自己的感受。

(請一個實驗失敗的同學講做不成功的感受,再請一個實驗成功的同學到講台上做給全班同學看。)

(三)學中做揭示生活現象。

師:請同學們舉例動量定理在實際生活中的應用:

例如:①跳遠時跳落在沙坑裏;

②在搬運易碎物品時,在箱子裏放一些碎紙、泡沫等;

③輪船碼頭上裝有橡皮輪胎;

④打籃球接球時有緩衝動作;

⑤蹦極;

⑥雜技節目:胸口碎大石;

⑦釘釘子用鐵錘,而不用橡皮錘;

師:懂得動量定理的原理在生活中也應該注意其有害性。

(四)課堂,總結。

(略)

(五)佈置作業。

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