動量定理探究式教學設計

1、PAGE PAGE 4動量定理的教學設計 （一）教學目標1.知識目標:(1)進一步理解動量的概念;(2)初步理解沖量的概念;(3)初步掌握動量定理,并能應用這個定理討論和解釋一些簡單的問題。2.能力目標:(1)通過問題研究,培養(yǎng)學生研究實際問題的能力和創(chuàng)新精神;(2)通過閱讀教材和分析、討論問題，培養(yǎng)學生自主學習的能力；(3)通過演示實驗、學生分組實驗和電腦操作，培養(yǎng)學生的觀察能力和實踐能力。3.情感目標:培養(yǎng)學生學習物理的興趣,激發(fā)其探求知識的欲望和學習的積極性、主動性，領悟科學研究的基本方法。（二）教學重點：動量定理的來龍去脈。（三）教學難點：應用動量定理解釋實際問題。（四）教學器材： C

2、AI教學軟件、演示實驗和學生分組實驗儀器等。 （五）課 型：新授課。（六）教學過程：1. 設疑激趣，創(chuàng)設研究情境設置懸念：雞蛋是我們每天都需要的營養(yǎng)食品，如果我將兩只生蛋從相同高度自由釋放，一只雞蛋直接落在地面上，另一只雞蛋落在軟墊上，那這兩只雞蛋的命運會怎樣？學生猜想。教師進行實驗演示。提問:你觀察到什么現(xiàn)象?學生:落在桌面上的破的，落在軟墊上的沒破。激疑:兩種情況下雞蛋落地作用前的動量可以認為是相同的,作用后的動量變?yōu)榱?，雞蛋的動量變化是相同的。但究竟是什么原因使得雞蛋出現(xiàn)不同的結(jié)局呢?教師:再請大家看一段錄象。教師演示課件:播放幾個體育運動的視頻錄象（在節(jié)奏感強烈的音樂背景下依次出現(xiàn)亞運

3、會跳高、拳擊、跳馬、吊環(huán)等比賽鏡頭）。提問:看完這段錄象后，我們可能會提出很多問題，比如跳高、跳馬、吊環(huán)運動員落地時為什么要落在軟墊上？激烈的拳擊比賽中，運動員為什么要戴拳擊手套？以上這些問題是大家熟悉卻不能科學解釋的問題，也正是本節(jié)課我們要研究的問題。課件顯示: 二、動量定理2. 分層展開,引導自主探究(1)關于物體動量的變化跟哪些因素有關的研究提出假說教師:要解決剛才提出的問題,必須首先研究、解決物體的動量變化跟哪些因素有關這一問題。你們先猜一猜看,物體的動量變化與哪些因素有關?學生甲猜想:可能與物體的質(zhì)量和它受到的力有關。學生乙猜想:可能與物體受到的力的大小和力的作用時間有關。定性驗證教

4、師:同學們提出的假說是否正確?請看下面兩個實例進行定性討論，由此你能得出什么結(jié)論？課件顯示：討論題.一輛以某一速度行駛的汽車，關閉發(fā)動機后，要使汽車停下來即使它的動量為零，如果你是駕駛員可以采取哪些措施？.靜止的足球，要使它運動起來即使它獲得一定的動量，可用哪些方法？學生回答對討論題的分析結(jié)果：學生歸納:物體動量的變化跟物體所受力的大小和作用時間的長短有關。定量驗證提問:你得出的這一結(jié)論是否正確?你如何驗證?學生提出觀點:可以采用數(shù)學推導的方法。教師:很好！數(shù)學推導的方法也稱定量分析法，請大家繼續(xù)研究。課件顯示：一個質(zhì)量為m 的物體，初速度為v ，在合外力F 的作用下，經(jīng)過時間t，速度變?yōu)関，

5、該物體動量的變化與什么有關？ v v F F 圖1 學生先自己在下面推導（教師進行提示），然后找一學生上臺寫出其推導過程。學生： F = ma = m(v - v) / t Ft = mv mv讓學生討論此表達式的含義。學生甲：合外力的沖量等于物體動量之差。學生乙：合外力的沖量等于物體的動量相減。學生丙：合外力的沖量等于物體的動量變化。教師歸納:根據(jù) Ft = mv - mv ,只要力和力的作用時間的乘積 Ft 相同,物體的動量變化就相同。由此可以證明，物體的動量變化確實與物體所受合外力和作用時間有關，而且它們有確定的關系。實驗驗證激疑:同學們定量分析的結(jié)論是否真的可靠?如何進一步驗證?學生:

6、可以用實驗驗證。教師：很好！實驗是物理學研究問題的基本方法，下面我們親自動手做一個實驗來驗證一下剛剛得到的結(jié)論是否正確。請大家利用提供的紙條和砝碼做抽紙條實驗，注意觀察現(xiàn)象并討論該實驗能否驗證上述結(jié)論？學生分組實驗：抽紙條(一次慢抽,一次快抽)。學生解釋實驗現(xiàn)象：慢抽和快抽紙條，物塊受到的摩擦力可認為相同。慢抽時物塊受到的摩擦力作用時間長，物塊的動量變化大；快抽紙條時物塊受到的摩擦力作用時間短，物塊的動量變化小，物塊幾乎不動。得出結(jié)論教師歸納:我們從提出假說到定性分析到定量分析再到實驗驗證,應用物理學的研究方法可以得出結(jié)論:物體的動量變化的確決定于物體所受力的大小F 和力的作用時間t,而且跟兩

7、者的乘積相同。提問: Ft = mv - mv中等號右邊的物理意義是什么?學生: mv - mv是物體動量的變化。提問:引起物體動量變化的因素是什么?學生：合外力的沖量。課件顯示: 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。即: F t = p - p 教師:動量定理揭示了物體動量變化的規(guī)律,它雖然是由牛頓第二定律推導出來,但比牛頓第二定律有著更為廣泛的應用,可以證明，動量定理不僅適用于恒力，也適用于變力。如果是變力，此時所得的力是平均合外力。3. 應用訓練，強化定理理解在物理中我們學習一個規(guī)律不僅要理解它的確切含義，更關鍵的是要用它來解決實際問題。動量定理在物理中主要有

8、兩個方面的應用。一是定性分析，解釋現(xiàn)象，二是通過定量計算，解決問題。 （1）定性分析，解釋現(xiàn)象提問:至此,我們可以利用剛剛學習的知識來解決本節(jié)課開始提出的雞蛋問題了?學生討論并回答，教師總結(jié)。課件顯示： 據(jù) F = p /t ,在p 一定的情況下 要得到較大的力,應減小作用時間; 要減小力的作用,應延長作用時間。通過幾個小實驗，加強對上述結(jié)論的理解。a.利用鐵架臺固定一個玻璃片,分兩次用細線懸于鐵架臺上的小球?qū)ΣＡM行撞擊。一次用海綿套在玻璃片上，一次將海綿取下直接撞擊。保證兩次小球拉起足夠高度，并且高度一樣。（通過學生討論分析原因后，將此實驗現(xiàn)象推廣到現(xiàn)實生活中，如跳高運動員為什么要落在軟

9、墊上，為什么船頭前要固定個橡膠輪臺？并課件顯示圖片）b.在玻璃杯中放入海綿，然后再放入一個雞蛋，然后將杯子從一定高度自由釋放落在水泥板上。讓學生分析實驗現(xiàn)象。（然后將實驗現(xiàn)象推廣到為什么蘋果外要用軟包裝，為什么電器運送時要加入塑料泡沫？并課件顯示圖片）c.用實驗模擬雜技節(jié)目：胸口碎大石。（方法：在桌面上放四個雞蛋，在雞蛋上放入一軟包裝盒，在包裝盒上再放三塊磚，在磚上再放一個弓形瓦礫。用鐵錘猛擊瓦礫，發(fā)現(xiàn)瓦破，而雞蛋完好無損。 （2）定量計算，解決問題。 課件顯示：例1一個質(zhì)量為10Kg物體靜置于水平面上，現(xiàn)用一個100N的水平力作用在物體上，使物體運動。問：若水平面光滑，則力F作用2S時物體的

10、速度是多大？若水平面不光滑，且物體所受摩擦力為40N，則力F作用2S時物體的速度是多大？請兩位同學用兩種法完成此題，然后教師總結(jié)，并強調(diào)動量定理中等式左邊是合外力的沖量。例2一個質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后，反向水平飛回，速度的大小為45m/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？教師分析：球棒對壘球的作用力是變力，力的作用時間很短在這個短時間內(nèi)，力的大小先是急劇地增大，然后又急劇地減小為零，在沖擊、碰撞一類問題中，相互作用的時間很短，力的變化都具有這個特點在前面已經(jīng)講了動量定理也適用于變力，因此，可以用動量定理來求球棒對壘球的平均作用力。如果此題用牛頓第二定律，以我們目前所掌握的知識是解決不了的。由此比較出動量定理比牛頓第二定律優(yōu)越之處。請一位同學上黑板用動量定律做此題。教師強調(diào)：動量定律的矢量性。通過以上兩個例題，由學生總結(jié)應用動量定理應注意哪些問題，最后由教師總結(jié)補充。課件顯示：應用動量定理解題應注意以下幾個方