16.2動量和動量定理教學案

..16.2《動量、動量定理》教學設(shè)計吳超一、教材分析：《動量定理》選自人教版高中物理選修3-5第十六章第二節(jié)。教學對象為高二學生,本節(jié)的主要內(nèi)容是動量、沖量概念和動量定理的推導、理解及其應(yīng)用。從教材內(nèi)容上看,《動量定理》是牛頓第二定律的進一步展開。它側(cè)重于力在時間上的累積效果,為解決力學問題開辟了新的途徑,尤其是打擊和碰撞類的問題。所以動量定理知識與人們的日常生活,生產(chǎn)技術(shù)和科學研究有著密切的關(guān)系,因此學習這部分知識有著重要意義。二、學習情況分析：在高一時,學生已經(jīng)掌握了牛頓第二定律,動能和動能定理的相關(guān)內(nèi)容,這些知識為本節(jié)內(nèi)容的學習奠定了基礎(chǔ)。此外,經(jīng)過前面的學習,學生已經(jīng)建立起一定的實驗觀察能力、抽象思維能力和探究學習能力,而且還掌握了通過建立物理模型探究物理現(xiàn)象的方法。這也是本節(jié)所要強調(diào)的、學習和研究動量定理的方法。由于學生具有這樣的知識基礎(chǔ)、能力水平和物理思維與方法,再加上他們對未知新事物有較強的探究欲望,所以要掌握動量定理是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的。三、設(shè)計思想：本節(jié)課以教師為主導、學生為主體,運用"引導→探究"模式進行教學。通過回顧動能的知識導入新課,引出動量的概念,通過創(chuàng)設(shè)物理情境、建立物理模型歸納得出動量定理,并對其進行理解。運用動量定理解釋日常生活中的物理現(xiàn)象,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。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、有效的引導下進行學習,充分體現(xiàn)探究的過程與實現(xiàn)對學生探究能力培養(yǎng)的過程。四、教學目標：[知識與技能]〔1．理解和掌握動量的概念,并能正確計算一維空間內(nèi)物體動量的變化。〔2．理解和掌握沖量的概念,強調(diào)沖量的矢量性。〔3．學習動量定理,會用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和處理有關(guān)問題。[過程與方法]〔1．通過對動量,動量變化量的研究以及實驗探究引入沖量,動量定理〔2．用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象,在分析、解決問題的過程中培養(yǎng)交流、合作的能力。[情感態(tài)度與價值觀]〔1有參與科技活動的熱情,有從生活到物理,從物理到生活的意識。〔2有善于發(fā)現(xiàn)問題的精神,并具有解決問題的能力。〔3培養(yǎng)學生正確的價值觀和人生觀,明白只有勤奮努力才可能有豐碩的收獲。五、教學重點、難點：〔1物體動量的變化方向沖量的相關(guān)習題的計算〔2用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和處理有關(guān)問題六、教學方法：啟發(fā)探究式教學,實驗,多媒體輔助教學。七、教學過程：〔一創(chuàng)設(shè)情境,導入新課多媒體播放視頻：桌上依次放上棉布、雞蛋、書本、瓦片,用錘子用力打擊瓦片,觀察雞蛋會不會碎。問題：為什么瓦片會碎,而雞蛋不會碎？導入新課：今天我們就來學習解釋這個問題的規(guī)律——動量和動量定理〔二動量：同學們我們上節(jié)課通過探究實驗了解到,碰撞的過程中總有"mv"的矢量和保持不變,這就說明一個物體的mv增加就會有另一個物體的mv增加,在所有碰撞中都有這樣的情況存在。這說明mv具有一定的物理意義,我們把這個量成為動量。〔1、定義：物體的質(zhì)量與速度的乘積,〔2、定義式：p=mv?！?、單位：國際單位制中是kg·m/s,讀作"千克米每秒"。〔4、理解：①.矢量性：因為速度v是矢量,質(zhì)量m是標量,標量與矢量之積為矢量,所以動量P是矢量,其方向與速度方向一致。②．狀態(tài)量：動量包含了"參與運動的物質(zhì)"與"運動速度"兩方面的信息,反映了由這兩方面共同決定的物體的運動狀態(tài),具有瞬時性。動能和速度都是描述物體運動狀態(tài)的物理量,這里所學的動量也是描述物體運動狀態(tài)的物理量。③．相對性：因v的大小與參考系的選擇有關(guān),而p=mv,所以P也與參考系的選擇有關(guān),P具有相對性。問：在碰撞前后物體的速度發(fā)生了變化,那它的動量有沒有改變？改變了多少呢？又該怎樣計算呢？思考：動量和動能有什么區(qū)別？〔學生以小組為單位討論動能是標量,動量是矢量,矢量的運算既要考慮大小,又要考慮方向,由此通過一個例題引入一維情況下動量變化量的運算。引入動能和動量的兩個關(guān)系式。由速度的變化量引入動量的變化量,并講解動量變化量的兩種解法一是圖像發(fā)一是規(guī)定正方向的方法并舉例說明,接下來引出下面這道說上習題。動量的變化量：①定義：某運動物體在某一過程的末動量P′和初動量P的矢量差。記為：△p=p′－p.②同一直線上動量變化的運算：在選定正方向后,動量變化可簡轉(zhuǎn)化為帶正負號的代數(shù)運算。③指出：動量變化△p是矢量。方向與速度變化量△p相同。例1、一個質(zhì)量是0.1kg的鋼球,以6m/s的速度水平向右運動,碰到一個堅硬物后被彈回,沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運動〔如圖,碰撞前后鋼球的動量各是多少？碰撞前后鋼球的動量變化了多少？練一練1.質(zhì)量為m的鋼球自高處落下,以速率v1碰地,豎直向上彈回,與水平地面碰撞時間極短,離地時速率為v2,在碰撞過程中,鋼球動量變化為多少？要使物體的動量發(fā)生變化：給它以力的作用。還需要時間的累積。<同學們分組討論>[創(chuàng)設(shè)情景,建立模型]在光滑的水平面上,一個質(zhì)量為m的物體在恒力作用下運動,一段時間t后,其速度由v增加為v,試求恒力的大小。vvvvF由上式變形得：引入沖量的概念〔三沖量：〔1、定義：力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量,常用字母I表示。〔2、公式：I=Ft,國際單位制中,其單位是牛·秒,符號是N·s。〔3、矢量,方向與作用力方向一致?！?、沖量是過程量,反映了力對時間的積累效應(yīng)[練一練]1.下面關(guān)于沖量的說法正確的是<>A．物體受到很大的力時,其沖量一定很大B．只要力的大小恒定,相同時間內(nèi)沖量就相同C．不管物體做什么運動,在相同的時間內(nèi)重力的沖量相同D．當力與位移垂直時,該力的沖量一定為零2.質(zhì)量為m的物體放在水平地面上,在與水平面成角的拉力F作用下由靜止開始運動,經(jīng)時間t速度達到v,在這段時間內(nèi)拉力F和重力mg沖量大小分別是<> A．Ft,0 B．Ftcos,0 C．mv,0 D．Ft,mgt〔四動量定理:〔1內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于它的動量的改變量,這叫做動量定理。〔2公式：由Ft=ΔP可知P一定,t短則F大,t長則F小②t一定,F大則△P大,F小則△P小；③F一定,t長則△P大,t短則△P小。[精選典例、學以致用]例2、質(zhì)量為50kg的人從某一高處跳下,落地前瞬間的速度V1=5m/s,繃直雙腿與地面接觸后經(jīng)0.1s停下,地面對他的平均作用力多大?[變式訓練]在上題中,為了安全,人跳下與地面接觸后,雙腿彎曲使人下蹲,若經(jīng)1s停下,地面對他的平均作用力是多大?<g=10m/s2>[運用新知、解釋現(xiàn)象]1、雞蛋從一米多高的地方落到地板上,肯定會被打破,但如果在地板上放一塊泡沫塑料墊,讓雞蛋落到泡沫塑料上,結(jié)果雞蛋卻保持完好無損討論：在動量變化量一定的情況下,F與t之間有什么關(guān)系？學生：F與t成反比。教師：據(jù)上述關(guān)系,我們得到：要是動量變化量一定時,要增大力F,可縮短作用時間；要減小力F,可延長力的作用時間。[提問多媒體展示]1、運送易碎物品時,需要在物品與物品間、物品與箱子間墊襯紙屑、泡沫塑料等柔軟物體,為什么要這樣做？2、輪船正準備停靠碼頭的過程,為什么輪船的碼頭上裝有橡皮輪胎？[板書設(shè)計]：動量動量定理一、動量1．質(zhì)量和速度的乘積叫做物體的動量。2．公式：單位為3．動量是矢量,方向與速度方向一致。二、沖量：1．定義：力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量。2．公式：單位為3．沖量是矢量,方向與合力方向一致