《第1節(jié)動量定理》教學(xué)設(shè)計(河北省市級優(yōu)課)-物理教案

《動量定理》教學(xué)設(shè)計武安三中魏振國一、教材分析《動量定理》是魯科版高中物理選修3-5第一章第一節(jié)的內(nèi)容。從教材編排上看，它是牛頓運動定律及動能定理之后，在動量守恒定律之前。因此不僅是對牛頓第二定律等知識的鞏固運用，同時也為后面學(xué)習(xí)動量守恒定律打下了堅實的基礎(chǔ)，起著承前啟后的作用。從教材內(nèi)容上看，《動量和動量定理》是牛頓第二定律的進(jìn)一步展開。它側(cè)重于力在時間上的累積效果，為解決力學(xué)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(xué)研究有著密切的關(guān)系，因此學(xué)習(xí)這部分知識有著重要的現(xiàn)實意義。二、學(xué)情分析在高一時，學(xué)生已經(jīng)掌握了牛頓第二定律，又在上一節(jié)的學(xué)習(xí)中初步接觸了碰撞中的守恒量，這些知識為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。此外，經(jīng)過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)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(xué)習(xí)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(qiáng)調(diào)的、學(xué)習(xí)和研究動量定理的方法。由于學(xué)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(qiáng)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(dǎo)、學(xué)生為主體，運用“建立情境→引導(dǎo)→探究”模式進(jìn)行教學(xué)。通過生活實例引入課題，激發(fā)學(xué)生的興趣。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(jìn)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(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。在課堂上鼓勵學(xué)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(dǎo)下進(jìn)行學(xué)習(xí)，充分體現(xiàn)探究的過程與實現(xiàn)對學(xué)生探究能力培養(yǎng)的過程。四、教學(xué)目標(biāo)知識與技能理解和掌握動量的概念，并能正確計算物體動量的變化。理解和掌握沖量的概念，強(qiáng)調(diào)沖量的矢量性。（3）理解動量定理的確切含義，知道動量定理的適用條件和適用范圍。（4）會用動量定理解釋有關(guān)生活現(xiàn)象和計算有關(guān)的問題。過程與方法（1）通過對動量定理的探究過程，嘗試用科學(xué)探究的方法研究物理問題，認(rèn)識建立物理模型在物理學(xué)研究中的意義。（2）能夠應(yīng)用動量定理處理一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實際問題，在分析、解決問題的過程中培養(yǎng)交流、合作能力。情感態(tài)度與價值觀（1）使學(xué)生體驗到探究學(xué)習(xí)的無窮樂趣。（2）讓學(xué)生逐步形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實事求是的探究學(xué)習(xí)態(tài)度五、教學(xué)重點和難點重點：（1）動量定理的推導(dǎo)和對動量定理的理解；（2）利用動量定理解釋有關(guān)生活現(xiàn)象和相關(guān)計算。難點：動量定理的矢量性及其應(yīng)用。六、教學(xué)過程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖與依據(jù)（一）生活實例、引入新課【創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課】教師演示實驗1：將一個雞蛋分別從同一高度落到玻璃杯子中和塑料泡沫上。教師演示實驗2：將一根粉筆落到地上和落到軟墊子上。問題：為什么會出現(xiàn)兩種不同的結(jié)果？你還能從生活中舉出一些類似的例子嗎？導(dǎo)入新課：今天我們就來學(xué)習(xí)解釋這個問題的規(guī)律——動量和動量定理。學(xué)生觀察演示實驗，積極思考導(dǎo)致結(jié)果的原因。老師通過通過演示實驗激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時引導(dǎo)學(xué)生從生活走向物理，從而導(dǎo)入新課。（二）創(chuàng)設(shè)情境、建立概念問題：操場上飛來的足球我們敢用頭頂，飛來的鉛球或是飛來的子彈我們敢用頭頂嗎？教師歸納總結(jié)：運動物體的作用效果與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。物體的質(zhì)量與速度的乘積叫動量。例題：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？問題1：例題中動量計算速度方向如何代入公式中？動量是矢量還是標(biāo)量？是過程量還是狀態(tài)量？問題2：猜想動量變化的原因？學(xué)生積極思考可能與運動物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。學(xué)生積極討論例題并回答問題。通過實際情境感受到動量是矢量和過程量。將生活搬入課堂,將知識由抽象變直觀,讓學(xué)生在生活中獲取知識,,這樣獲取的知識,易于理解。通過具體問題引導(dǎo)學(xué)生分析，而不是老師在課堂上輕易的去”給予”知識，更重要的是學(xué)生感覺學(xué)習(xí)物理有用，從而產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。(三）創(chuàng)設(shè)情境，探究規(guī)律【創(chuàng)設(shè)情景，建立模型】一個質(zhì)量為m的物體，其初速度為v，在水平恒力F的作用下，沿水平面向右做勻變速直線運動，經(jīng)過一段時間t，速度變?yōu)榱藇′。討論力與動量變化的關(guān)系。提示1：物體的加速度a=(v-v′)/t提示2：牛頓第二定律F=ma問題：等式的左邊表示什么呢？是矢量還是標(biāo)量？是過程量還是狀態(tài)量？教師歸納總結(jié)：等式左邊表示物體受到合外力的沖量。問題：等式表達(dá)的物理意義？教師歸納總結(jié)：物體所受合外力的沖量等于物體動量的變化，這就是動量定理。學(xué)生觀察、分析，交流討論，利用牛頓第二定律及運動學(xué)知識推導(dǎo)出動量定理的表達(dá)式：Ft=mv-mv′學(xué)生討論分析得出沖量是動量變化的原因。通過創(chuàng)設(shè)物理情境、建立物理模型，引導(dǎo)學(xué)生合理推導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生分析信息、運用所學(xué)知識解決新問題的能力。【問題探究內(nèi)化新知】問題：前面推導(dǎo)過程是恒力，對于變力是否試用？教師歸納總結(jié)：對于變力的情況，定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值。學(xué)生積極思考問題，討論交流，內(nèi)化知識。提出問題，活化學(xué)生思維，學(xué)生合作交流解決問題，教師引導(dǎo)分析答案，加深學(xué)生對動量定理的矢量性以及適用于變力情況的理解。(四)運用規(guī)律、鞏固新知【問題再現(xiàn)，釋疑解惑】再現(xiàn)演示實驗的問題情景，多媒體模擬突出主要矛盾，幫助學(xué)生思考。問題：現(xiàn)在你能解釋為什么會出現(xiàn)不同的結(jié)果了吧？【運用新知，解釋現(xiàn)象】展示生活圖片，分別列舉兩類應(yīng)用定理的生活現(xiàn)象，讓學(xué)生運用動量定理逐一解釋。【精選例題，學(xué)以致用】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,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？【知識遷移，靈活運用】質(zhì)量為0.2kg的小球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向彈回，取豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞前后的動量變化為______kg?m/s．若小球與地面的作用時間為0.2s，則小球受到地面的平均作用力大小為______N（取g=10m/s2）學(xué)生合作交流，運用動量定理解釋現(xiàn)象，鞏固內(nèi)化，加深理解。學(xué)生運用動量定理，通過合作交流，解釋現(xiàn)象，并歸納總結(jié)：在生活中，我們有時需要通過延長作用時間來減小作用力。學(xué)生積極分析問題、合作交流、求解問題。學(xué)生合作交流，靈活運用解題思路通過演示實驗，再現(xiàn)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運用動量定理解釋課前提出的問題，使學(xué)生體會到學(xué)習(xí)的樂趣、成功的喜悅。讓學(xué)生運用動量定理解釋大量生活現(xiàn)象，體現(xiàn)從生活到物理再從物理回到生活的教學(xué)理念。精選例題，幫助學(xué)生理清解題思路，讓學(xué)生學(xué)會應(yīng)用定理解決問題的方法。精選習(xí)題，幫助學(xué)生將動量定理遷移到其它問題中，達(dá)到靈活運用的目的，增強(qiáng)解決物理問題的能力。七、課堂小結(jié)組織學(xué)生分小組討論本節(jié)課的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)所得，并記錄在“導(dǎo)學(xué)案”的課后自主反思欄內(nèi)。八、板書設(shè)計一、動量1、定義式：p=mv（v是瞬時速度）2、單位：kg.m/s3、方向：矢量，和v同向。4、動量變化△P=P’-P=mv-mVˊ二、沖量1、定義式：I=F·t2、單位：N·s3、方向：當(dāng)力的方向為不變時，沖量的方向與力的方向相同。當(dāng)力的方向發(fā)生變化時，沖量方向與動量變化方向相同。三、動量定理：推導(dǎo)：一質(zhì)量為m的物體初速度為V在恒力F作用下在時間t內(nèi)，速度變化到Vˊ。由于物體作勻加速運動，有a＝（Vˊ－V）/t根據(jù)牛頓第二定律，有F＝ma可得F＝（mVˊ－mV）/t2、公式：Ft＝mVˊ－mVI=P’-P九、教學(xué)反思本設(shè)計結(jié)合學(xué)生的具體情況進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè)，建立模型，實驗演示，探究規(guī)律，實際應(yīng)用，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撏茖?dǎo)完善相關(guān)認(rèn)知，讓學(xué)生經(jīng)歷了知識的形成過程，極大地發(fā)揮了學(xué)生的主動性，讓他們深刻領(lǐng)會物理學(xué)習(xí)的樂趣。通過理論學(xué)習(xí)，解決了生活中常見的實際問題，明白了“物理即生活，生活之中處處有物理”的認(rèn)知。對于本節(jié)課存在的優(yōu)點剖析：1、將一些重要的結(jié)論、公式寫在黑板上。這樣不僅能突出重點，而且方便學(xué)生最后做課堂總結(jié)。

2、能在課堂上動手做的實驗，就不用視頻或仿真實驗。這樣才能讓學(xué)生更信服實驗現(xiàn)象的真實性，更能激發(fā)學(xué)生的好奇心，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的熱情。

3、加強(qiáng)理論與實踐的聯(lián)系。科學(xué)從生活中來，又到生活中去，只有將理論和實踐聯(lián)系起來，科學(xué)才是有血有肉、有生命的，否則科學(xué)知識就是枯燥無味的東西，學(xué)生怎會感興趣呢？對本節(jié)課不足之