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1、16.2 动量和动量定理教学设计【教学内容分析】本节的内容为“动量和动量定理”,本节分两课时来完成,这节课为第一课时。“动量和动量定理”是选修35中第十六章第二节内容,也是本章的重点内容,是第一节“实验:探究碰撞中的守恒量”的继续,同时又为第三节“动量守恒定律”奠定了基础。所以“动量定理”有承前启后的作用。“动量定理”是牛顿第二定律的进一步展开。它侧重于力在时间上的累积效果,为解决力学问题开辟了新途径,尤其是打击和碰撞类的问题。所以动量定理的知识与人们的日常生活,生产技术和科学研究有着密切的关系,因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。【教学目标】一、知识与技能1理解动量和冲量的定义及其矢量性,
2、会正确计算一维空间内物体动量的变化。2理解动量定理的确切含义和表达式,知道动量定理适用于变力。3能够初步利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。二、过程与方法(1)通过对动量定理的探究过程,尝试用科学探究的方法研究物理问题,认识物理模型工具在物理学的作用。(2)能够应用动量定理处理一些与生产和生活相关的实际问题,在分析、解决问题的过程中培养交流、合作能力。三、情感、态度与价值观通过运用所学知识推导新的规律,培养学生学习的兴趣。激发学生探索新知识的欲望。通过分组实验,培养学生的实验操作,观察,分析能力,培养学生的合作意识。【教学重点】理解动量定理的确切含义和表达式。【教学难点】动量和冲量方向问题
3、的理解【学法指导】自主阅读、合作探究、相互评价【教具准备】生鸡蛋、海绵(桌布)、A4纸、墨水瓶、橡皮筋、支架、气垫导轨、光电门、传感器等。【教学活动设计】视频引入师:下面请看视频小女孩得救了,因为众人伸出援手,减少了对小女孩的伤害,小小的帆布为何可以救孩子一命?(学生观看,激发学生探索和学习的愿望)师:今天我们就来学习解决这类问题的相关知识-动量和动量定理。师生互动师:谁喜欢踢足球?先扔足球学生头顶,再佯装扔铅球,玩具枪中的子弹。(学生轻松顶足球,不敢顶铅球,不敢接子弹。)师:运动物体的作用效果与哪些因素有关?(学生猜测,师生达成共识:运动物体的作用效果既与质量有关又与速度有关。)一、 动量师
4、:而在第一节探究各种碰撞中的不变量时我们得到mv的矢量和是不变的,说明mv这个量在物理学中有特殊意义,我们把这个量定义为动量。对动量p=mv,你是怎样理解的?(1.学生阅读教材,讨论,交流;2.完成导学案中的合作探究一;3.回答动量的矢量性,状态量,单位等。)二、 动量的变化师:我们通过计算来感知动量的特征。出示例题1.(导学案)(通过老师引导同学们进行分析,使同学们理解动量的大小和方向,初步体会一维情况下计算动量变化的方法:选定正方向,用正负号表示动量和动量的变化量。)三、 冲量师:请同学们猜想,谁是产生钢球动量变化的原因呢?(学生猜测并交流讨论。)师:同学们的讨论的只是猜想,下面我们创设一
5、个情境来作理论上的推导。(学生尝试由牛顿第二定律F=ma和运动学公式推导出力和动量变化的关系。完成导学案合作探究二动量定理的理论推导。)师:同一物体,动量变化,则速度变化,将有加速度,而要产生加速度,必有合力。(1.师生推导出 ;2.物理学中把Ft叫做力对物体的冲量,冲量也是矢量,恒力的冲量方向与力的方向相同,过程量,单位等。) 四、 动量定理师:我们通过理论推导出合力的冲量是物体动量变化的原因,那么,我们如果我们需要用实验来验证,需要测量哪些物理量呢?(学生设计,补充。认识传感器的测量功能。力传感器-测合力F。光电门-测滑块通过它的时间,以及连续通过两个光电门的时间间隔t,再由软件算出通过光
6、电门的速度v和v。天平测滑块的质量m。)师:软件处理数据。(观察,在误差允许的范围内,实验结论与推导相符合。)如果实验条件不允许,就由视频代替。师:这一个表达式就是著名的动量定理。(指导学生认识和理解动量定理)1.矢量性 合外力的冲量方向与动量变化的方向相同,合外力的冲量与合外力的方向或速度变化量的方向一致。2.过程性 动量定理研究的是一段过程。3.因果性 合外力的冲量是动量变化的原因。4.相对性 初末速度选同一参考系,一般选地面为参考系。五、动量定理的实例,加深理解师:演示实验一,墨水瓶下压一张纸条,要想把纸条从底下抽出又要保证墨水瓶不动,应该缓缓、小心地将纸条抽出,还是快速地将纸条抽出?说
7、明理由。(请学生上台演示)指导学生运用动量定理解释现象及原因。师:同学们思考:视频中的小女孩如果掉在地上和掉在帆布上,命运为何不同?画示意图,分析两种情况对小女孩伤害不同的主要原因。运用动量定理解释:在与地板或者帆布接触的过程中,动量的变化量相同,在帆布上作用时间长,小女孩受到的力小,伤害小。师:(观看视频)据报道,1962年,一架“子爵号”客机在美国上空与一只天鹅相撞,客机坠毁,十七人丧生;1980年,一架英国的战斗机在空中与一只秃鹰相撞,飞机坠毁,飞行员靠弹射装置死里逃生。为什么小小的飞禽能撞毁飞机这样的庞然大物?(引导学生解释清楚,注意鸟的速度对与飞机来说是很小的)【课堂小结】组织学生分小组讨论本节课的主要内容和学习所得。【板书设计】16.2 动量和动量定理一、 动量p=mv二、 动量的变化量 三、冲量I=Ft四、动量定理:或理论推导:由牛顿第二定律:F = m a加速度定义有:联立可得:变形可得: