動(dòng)量定理探究式教學(xué)設(shè)計(jì)

1、PAGE PAGE 4動(dòng)量定理的教學(xué)設(shè)計(jì) （一）教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo):(1)進(jìn)一步理解動(dòng)量的概念;(2)初步理解沖量的概念;(3)初步掌握動(dòng)量定理,并能應(yīng)用這個(gè)定理討論和解釋一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題。2.能力目標(biāo):(1)通過(guò)問(wèn)題研究,培養(yǎng)學(xué)生研究實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神;(2)通過(guò)閱讀教材和分析、討論問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力；(3)通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和電腦操作，培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察能力和實(shí)踐能力。3.情感目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,激發(fā)其探求知識(shí)的欲望和學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，領(lǐng)悟科學(xué)研究的基本方法。（二）教學(xué)重點(diǎn)：動(dòng)量定理的來(lái)龍去脈。（三）教學(xué)難點(diǎn)：應(yīng)用動(dòng)量定理解釋實(shí)際問(wèn)題。（四）教學(xué)器材： C

2、AI教學(xué)軟件、演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)儀器等。 （五）課 型：新授課。（六）教學(xué)過(guò)程：1. 設(shè)疑激趣，創(chuàng)設(shè)研究情境設(shè)置懸念：雞蛋是我們每天都需要的營(yíng)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(yùn)會(huì)怎樣？學(xué)生猜想。教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示。提問(wèn):你觀(guān)察到什么現(xiàn)象?學(xué)生:落在桌面上的破的，落在軟墊上的沒(méi)破。激疑:兩種情況下雞蛋落地作用前的動(dòng)量可以認(rèn)為是相同的,作用后的動(dòng)量變?yōu)榱悖u蛋的動(dòng)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(qǐng)大家看一段錄象。教師演示課件:播放幾個(gè)體育運(yùn)動(dòng)的視頻錄象（在節(jié)奏感強(qiáng)烈的音樂(lè)背景下依次出現(xiàn)亞運(yùn)

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

4、師:同學(xué)們提出的假說(shuō)是否正確?請(qǐng)看下面兩個(gè)實(shí)例進(jìn)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(chē)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，要使汽車(chē)停下來(lái)即使它的動(dòng)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(yùn)動(dòng)起來(lái)即使它獲得一定的動(dòng)量，可用哪些方法？學(xué)生回答對(duì)討論題的分析結(jié)果：學(xué)生歸納:物體動(dòng)量的變化跟物體所受力的大小和作用時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。定量驗(yàn)證提問(wèn):你得出的這一結(jié)論是否正確?你如何驗(yàn)證?學(xué)生提出觀(guān)點(diǎn):可以采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法。教師:很好！數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法也稱(chēng)定量分析法，請(qǐng)大家繼續(xù)研究。課件顯示：一個(gè)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(guò)時(shí)間t，速度變?yōu)関，

5、該物體動(dòng)量的變化與什么有關(guān)？ v v F F 圖1 學(xué)生先自己在下面推導(dǎo)（教師進(jìn)行提示），然后找一學(xué)生上臺(tái)寫(xiě)出其推導(dǎo)過(guò)程。學(xué)生： F = ma = m(v - v) / t Ft = mv mv讓學(xué)生討論此表達(dá)式的含義。學(xué)生甲：合外力的沖量等于物體動(dòng)量之差。學(xué)生乙：合外力的沖量等于物體的動(dòng)量相減。學(xué)生丙：合外力的沖量等于物體的動(dòng)量變化。教師歸納:根據(jù) Ft = mv - mv ,只要力和力的作用時(shí)間的乘積 Ft 相同,物體的動(dòng)量變化就相同。由此可以證明，物體的動(dòng)量變化確實(shí)與物體所受合外力和作用時(shí)間有關(guān)，而且它們有確定的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證激疑:同學(xué)們定量分析的結(jié)論是否真的可靠?如何進(jìn)一步驗(yàn)證?學(xué)生:

6、可以用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。教師：很好！實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)研究問(wèn)題的基本方法，下面我們親自動(dòng)手做一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下剛剛得到的結(jié)論是否正確。請(qǐng)大家利用提供的紙條和砝碼做抽紙條實(shí)驗(yàn)，注意觀(guān)察現(xiàn)象并討論該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耱?yàn)證上述結(jié)論？學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：抽紙條(一次慢抽,一次快抽)。學(xué)生解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：慢抽和快抽紙條，物塊受到的摩擦力可認(rèn)為相同。慢抽時(shí)物塊受到的摩擦力作用時(shí)間長(zhǎng)，物塊的動(dòng)量變化大；快抽紙條時(shí)物塊受到的摩擦力作用時(shí)間短，物塊的動(dòng)量變化小，物塊幾乎不動(dòng)。得出結(jié)論教師歸納:我們從提出假說(shuō)到定性分析到定量分析再到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,應(yīng)用物理學(xué)的研究方法可以得出結(jié)論:物體的動(dòng)量變化的確決定于物體所受力的大小F 和力的作用時(shí)間t,而且跟兩

7、者的乘積相同。提問(wèn): Ft = mv - mv中等號(hào)右邊的物理意義是什么?學(xué)生: mv - mv是物體動(dòng)量的變化。提問(wèn):引起物體動(dòng)量變化的因素是什么?學(xué)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(dòng)量變化,這個(gè) 結(jié)論叫做動(dòng)量定理。即: F t = p - p 教師:動(dòng)量定理揭示了物體動(dòng)量變化的規(guī)律,它雖然是由牛頓第二定律推導(dǎo)出來(lái),但比牛頓第二定律有著更為廣泛的應(yīng)用,可以證明，動(dòng)量定理不僅適用于恒力，也適用于變力。如果是變力，此時(shí)所得的力是平均合外力。3. 應(yīng)用訓(xùn)練，強(qiáng)化定理理解在物理中我們學(xué)習(xí)一個(gè)規(guī)律不僅要理解它的確切含義，更關(guān)鍵的是要用它來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。動(dòng)量定理在物理中主要有

8、兩個(gè)方面的應(yīng)用。一是定性分析，解釋現(xiàn)象，二是通過(guò)定量計(jì)算，解決問(wèn)題。 （1）定性分析，解釋現(xiàn)象提問(wèn):至此,我們可以利用剛剛學(xué)習(xí)的知識(shí)來(lái)解決本節(jié)課開(kāi)始提出的雞蛋問(wèn)題了?學(xué)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(yīng)減小作用時(shí)間; 要減小力的作用,應(yīng)延長(zhǎng)作用時(shí)間。通過(guò)幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)上述結(jié)論的理解。a.利用鐵架臺(tái)固定一個(gè)玻璃片,分兩次用細(xì)線(xiàn)懸于鐵架臺(tái)上的小球?qū)ΣＡM(jìn)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(guò)學(xué)生討論分析原因后，將此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推廣到現(xiàn)實(shí)生活中，如跳高運(yùn)動(dòng)員為什么要落在軟

9、墊上，為什么船頭前要固定個(gè)橡膠輪臺(tái)？并課件顯示圖片）b.在玻璃杯中放入海綿，然后再放入一個(gè)雞蛋，然后將杯子從一定高度自由釋放落在水泥板上。讓學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（然后將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推廣到為什么蘋(píng)果外要用軟包裝，為什么電器運(yùn)送時(shí)要加入塑料泡沫？并課件顯示圖片）c.用實(shí)驗(yàn)?zāi)M雜技節(jié)目：胸口碎大石。（方法：在桌面上放四個(gè)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(gè)弓形瓦礫。用鐵錘猛擊瓦礫，發(fā)現(xiàn)瓦破，而雞蛋完好無(wú)損。 （2）定量計(jì)算，解決問(wèn)題。 課件顯示：例1一個(gè)質(zhì)量為10Kg物體靜置于水平面上，現(xiàn)用一個(gè)100N的水平力作用在物體上，使物體運(yùn)動(dòng)。問(wèn)：若水平面光滑，則力F作用2S時(shí)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(shí)物體的速度是多大？請(qǐng)兩位同學(xué)用兩種法完成此題，然后教師總結(jié)，并強(qiáng)調(diào)動(dòng)量定理中等式左邊是合外力的沖量。例2一個(gè)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(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01s，球棒對(duì)壘球的平均作用力有多大？教師分析：球棒對(duì)壘球的作用力是變力，力的作用時(shí)間很短在這個(gè)短時(shí)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(lèi)問(wèn)題中，相互作用的時(shí)間很短，力的變化都具有這個(gè)特點(diǎn)在前面已經(jīng)講了動(dòng)量定理也適用于變力，因此，可以用動(dòng)量定理來(lái)求球棒對(duì)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(shí)是解決不了的。由此比較出動(dòng)量定理比牛頓第二定律優(yōu)越之處。請(qǐng)一位同學(xué)上黑板用動(dòng)量定律做此題。教師強(qiáng)調(diào)：動(dòng)量定律的矢量性。通過(guò)以上兩個(gè)例題，由學(xué)生總結(jié)應(yīng)用動(dòng)量定理應(yīng)注意哪些問(wèn)題，最后由教師總結(jié)補(bǔ)充。課件顯示：應(yīng)用動(dòng)量定理解題應(yīng)注意以下幾個(gè)方