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1、动量定理的教学设计湖北襄阳四中 徐彦秋一、设计思路本节课运用“实验探究”模式进行教学。以学生为主体，在课堂上鼓励学生主动参与、主动探究、主动思考、主动实践，在教师的引导下进行自主的进行学习，以充分体现探究的过程和实现对学生探究能力培养的过程。本节课主要从以下三个方面进行突破：1变教师演示为学生动手，培养学生动手能力。课堂演示实验一般以教师为主体，学生仅仅是旁观者，没有直接参与，不利于其创新能力的培养。教材上“鸡蛋落地不破”为演示实验，虽然强调同一高度，但分两次完成并且不直观，本人在教学中将其改为两只鸡蛋同时从同一高度落下，并且让两个同学亲自完成这个实验，激发了学生的兴趣，充分调动学生学习的主动
2、性。2设计探索性实验，培养学生理论联系实际的能力。设计一个小球撞击玻璃的实验：在铁架台上固定一个用细线悬挂的小球，下面固定一个玻璃片。第一次在玻璃上套个海绵，把小球从某一高度自由释放撞击玻璃；第二次将海绵取下，再次从同一高度自由释放撞击玻璃。从这个小实验得出的道理，可以解释生活中很多类似的现象。从而使学生从生活实际出发，感受和体验动量定理在生活实际中的应用。充分体现新课程标准中提出的“从生活走向物理，从物理走向社会”的要求。3以例题为依托，从而加深对动量定理的理解。 本节设计了两个例题，第一个例题让学生加深公式中F为物体所受的合外力；第二个例题让学生理解动量定理不仅适用于恒力，同时也适用于变力
3、，还要注意动量定理的矢量性。二、教学目标1.知识目标:（1）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；（2）会用动量定理解释现象和处理有关的问题。2.能力目标:(1)通过问题研究,培养学生研究实际问题的能力和创新精神;(2)通过阅读教材和分析、讨论问题，培养学生自主学习的能力；(3)通过实验培养学生的观察能力和实践能力。3.情感目标:培养学生学习物理的兴趣,激发其探求知识的欲望和学习的积极性、主动性，学会用辩证的观点分析问题。三、教学重点：动量定理过程推导及对动量定理的理解。四、教学难点：应用动量定理解释实际问题。五、教学器材： CAI教学课件、鸡蛋，软垫，细线，铁架台，小铁球，
4、玻璃片等。六、课 型：新授课。七、教学流程图以2008北京奥运会及鸡蛋落地不破激趣、设疑引题推导动量定理运用定理解释鸡蛋落地不破原因总结出动量定理两个方面的运用让学生动手做小球撞击玻璃的探索性实验用小实验联系实际，解释生活中现象从对两个例题的探究，加深学生对动量定理的理解课堂小结布置作业（课外探究性实验）八、教学过程：1. 设疑激趣，创设研究情境引入课题。教师：我们都知道2008奥运会在我国首都北京举行，我想请同学们用两种语言大声喊出2008北京奥运会的口号。首先用汉语，然后用英语。学生（齐声）：同一个世界，同一个梦想。One World,One dream!教师：很好！2008北京奥运会共设
5、置了28个大的比赛项目，假设你有幸得到了一张免费的门票，那么你梦想去看什么比赛项目呢？我想请两位同学谈谈你的梦想。学生甲：想看刘翔百米跨栏。学生乙：想看中国的球队比赛。教师：下面我请同学们观看一段录相，在观看过程中，请同学们思考这样一个问题：在录相中蕴涵了怎样的物理思想？（在节奏感强烈的音乐背景下教师播放亚运会跳高、跳远、吊环、跳马、拳击录相）请一位同学回答。学生：可能是缓冲吧。教师：回答的很好。下面我想和同学们一起来完成一个实验。设置悬念：鸡蛋是我们每天都需要的营养食品，如果我将两只生蛋从相同高度自由释放，一只鸡蛋直接落在地面上，另一只鸡蛋落在软垫上，那这两只鸡蛋的命运会怎样？学生猜想。教师
6、进行实验演示。提问:你观察到什么现象?学生:落在桌面上的破的，落在软垫上的没破。激疑:两种情况下鸡蛋落地作用前的动量可以认为是相同的,作用后的动量变为零，鸡蛋的动量变化是相同的。但究竟是什么原因使得鸡蛋出现不同的结局呢?要想科学的解释这个现象，今天我要和同学们共同学习物理中比较重要的一个定理，利用它比较好的解释这一类的现象。课件显示: 二、动量定理2. 分层展开,引导自主探究(1)关于物体动量的变化跟哪些因素有关的研究提出假说教师:要解决刚才提出的问题,必须首先研究、解决物体的动量变化跟哪些因素有关这一问题。你们先猜一猜看,物体的动量变化与哪些因素有关?学生甲猜想:可能与物体的质量和它受到的力
7、有关。学生乙猜想:可能与物体受到的力的大小和力的作用时间有关。定量验证，引导学生推导动量定理提问:你的猜想是否正确?如何验证?学生提出观点:可以采用数学推导的方法。教师:很好！请大家继续研究。课件显示：一个质量为m 的物体，初速度为v ，在合外力F 的作用下，经过时间t，速度变为v，该物体动量的变化与什么有关？ v v F F 图1 学生先自己在下面推导（教师进行提示），然后找一学生上台写出其推导过程。学生： F = ma = m(v - v) / t Ft = mv mv让学生讨论此表达式的含义。学生甲：合外力的冲量等于物体动量之差。学生乙：合外力的冲量等于物体的动量相减。学生丙：合外力的冲
8、量等于物体的动量变化。教师归纳:根据 Ft = mv - mv ,只要力和力的作用时间的乘积 Ft 相同,物体的动量变化就相同。由此可以证明，物体的动量变化确实与物体所受合外力和作用时间有关，而且它们有确定的关系。得出结论教师归纳:我们从提出假说到定量分析,应用物理学的研究方法可以得出结论:物体的动量变化的确决定于物体所受力的大小F 和力的作用时间t,而且跟两者的乘积相同。提问: Ft = mv - mv中等号右边的物理意义是什么?学生: mv - mv是物体动量的变化。提问:引起物体动量变化的因素是什么?学生：合外力的冲量。课件显示: 物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化,这个 结论叫做动
9、量定理。即: F t = p - p 教师:动量定理揭示了物体动量变化的规律,它虽然是由牛顿第二定律推导出来,但比牛顿第二定律有着更为广泛的应用,可以证明，动量定理不仅适用于恒力，也适用于变力。如果是变力，此时所得的力是平均合外力。3. 应用训练，强化定理理解在物理中我们学习一个规律不仅要理解它的确切含义，更关键的是要用它来解决实际问题。动量定理在物理中主要有两个方面的应用。一是定性分析，解释现象，二是通过定量计算，解决问题。 （1）定性分析，解释现象提问:至此,我们可以利用刚刚学习的知识来解决本节课开始提出的鸡蛋问题了?学生讨论并回答，教师总结。课件显示： 据 F = p /t ,在p 一定
10、的情况下 要得到较大的力,应减小作用时间; 要减小力的作用,应延长作用时间。下面通过一个小实验，然后联系实际，分析生活中的现象。请同学上台动手实验：利用铁架台固定一个玻璃片,分两次用细线悬于铁架台上的小球对玻璃片进行撞击。一次用海绵套在玻璃片上，一次将海绵取下直接撞击。保证两次小球拉起足够高度，并且高度一样。（通过学生讨论分析原因后，将此实验现象推广到现实生活中，如跳高运动员为什么要落在软垫上，为什么船头前要固定个橡胶轮台？并课件显示图片） （2）定量计算，解决问题。 课件显示：例1一个质量为10Kg物体静置于水平面上，现用一个100N的水平力作用在物体上，使物体运动。问：若水平面光滑，则力F
11、作用2S时物体的速度是多大？若水平面不光滑，且物体所受摩擦力为40N，则力F作用2S时物体的速度是多大？请两位同学用两种法完成此题，然后教师总结，并强调动量定理中等式左边是合外力的冲量。例2一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s，球棒对垒球的平均作用力有多大？教师分析：球棒对垒球的作用力是变力，力的作用时间很短在这个短时间内，力的大小先是急剧地增大，然后又急剧地减小为零。在前面已经讲了动量定理也适用于变力，因此，可以用动量定理来求球棒对垒球的平均作用力。如果此题用牛顿第二定律，以我们目前所掌握的知识是解决不了的。由此比较出动量定理比牛顿第二定律优越之处。请一位同学上黑板用动量定律做此题。教师强调：动量定律的矢量性。通过以上两个例题，由学生总结应用动量定理应注意哪些问题，最后由教师总结补充。课件显示：应用动量定理解题应注意以下几个方面：1 式中F指的是合外力。2 动量定理的矢量性。3 动量定理既适用于恒力，也适用于变力。4. 归纳总结,形成认知结构（课件显示:本节主要知识结构）5. 布置作业。课外探究：学生分组实验，缓冲装置的模拟，并尝试解决生活中一项充满刺激的运动蹦极。课后作业详见后页。注：教材系人民教育出版社物理室编著高级中学试验课本物理第一册（修订本）1
