2019-2020年高中物理 《动量定理》教案 新人教版选修3-5.doc

2019-2020年高中物理 动量定理教案 新人教版选修3-5一、教学目标1. 教养性目标（知识目标）:(1)进一步理解动量的概念;(2)初步理解冲量的概念;(3)初步掌握动量定理,并能应用这个定理讨论和解释一些简单的问题。2. 发展性目标（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)通过演示实验、学生分组实验和电脑操作，培养学生的观察能力和实践能力。3. 教育性目标（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，领悟科学研究的基本方法。二、教学重点：动量定理的来龙去脉。三、教学难点：应用动量定理解释实际问题。四、教学器材：计算机、CAI教学软件、实物展示台、数码投影仪、演示实验和学生分组实验仪器等。五、课 型：新授课。六、教学时间：2001年12月11日七、教学过程：1. 设疑激趣，创设研究情境设置悬念：鸡蛋是我们每天都需要的营养食品，如果我将这只生鸡蛋用力扔出去，鸡蛋的命运会怎样？演示:站在教室中部用力将鸡蛋水平扔向竖直悬挂在黑板前的大绒布。提问:你观察到什么现象?学生:扔在绒布上鸡蛋没破。教师从绒布下拿出那只鸡蛋并提问:如果站在同一位置将同一只鸡蛋以相同的力向墙上扔，会出现什么结果？演示:用力将鸡蛋水平扔向墙壁（墙壁上事先贴有白纸）。学生:鸡蛋破了。激疑:两种情况下鸡蛋与墙或布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?教师:再请大家看一段录象。教师演示课件:播放几个体育运动的视频录象（在节奏感强烈的音乐背景下依次出现亚运会跳高、拳击、跳马、吊环等比赛镜头）。提问:看完这段录象后，我们可能会提出很多问题，比如跳高、跳马、吊环运动员落地时为什么要落在软垫上？激烈的拳击比赛中，运动员为什么要戴拳击手套？以上这些问题是大家熟悉却不能科学解释的问题，也正是本节课我们要研究的问题。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。定性验证教师:同学们会提出各种不同的假说，这些假说是否正确?请你们操作第一个学习软件，先对两个实例进行定性讨论，由此你能得出什么结论？学生:动手操作学习软件并相互协作讨论。学生计算机显示：讨论题.一辆以某一速度行驶的汽车，关闭发动机后，要使汽车停下来即使它的动量为零，如果你是驾驶员可以采取哪些措施？.静止的足球，要使它运动起来即使它获得一定的动量，可用哪些方法？请一学生回答对讨论题的分析结果：学生归纳:物体动量的变化跟物体所受力的大小和作用时间的长短有关。定量验证提问:你得出的这一结论是否正确?你如何验证?学生提出观点:可以采用数学推导的方法。教师:很好！数学推导的方法也称定量分析法，请大家继续研究。学生:继续操作计算机进行定量分析推导。学生计算机显示（动画）：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 请一学生上讲台讲述推导过程（实物展示台显示其推导内容）： F = ma = m(v - v) / t Ft = mv - mv学生归纳: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。实验验证激疑:同学们定量分析的结论是否真的可靠?如何进一步验证?部分学生:可以用实验验证。教师：很好！实验是物理学研究问题的基本方法。请大家利用提供的纸条和砝码做抽纸条实验，注意观察现象并讨论该实验能否验证上述结论？学生分组实验：抽纸条(一次慢抽,一次快抽)。学生解释实验现象：慢抽和快抽纸条，物块受到的摩擦力可认为相同。慢抽时物块受到的摩擦力作用时间长，物块的动量变化大；快抽纸条时物块受到的摩擦力作用时间短，物块的动量变化小，物块几乎不动。得出结论教师归纳:我们从提出假说到定性分析到定量分析再到实验验证,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?全体学生: 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?物理学中把力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。课件显示: 力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。教师：冲量是一个新的物理量，对于这个新物理量，你打算提出哪些你所关心的问题？学生甲提问：我想知道冲量是不是矢量？它有没有方向？学生乙提问：冲量的大小如何计算？它有没有适用条件？学生丙提问：冲量的单位是什么？它与动量的单位有什么关系？布置自学任务:冲量是引起物体动量变化的因素,如何解决你们提出的问题？如何初步理解冲量这一概念?请阅读课本P161第2、3两段，并操作第二个教学软件,从中找出答案。学生归纳: 课件显示： 大小：I = F t 对于恒力，冲量的 方向：与F 的方向相同 单位：Ns 启发:引入冲量的概念后,同学们刚才得到的结论可以怎样表述?学生表达：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,这方面的知识请同学们课后查阅有关资料学习。学生操作计算机练习:课本P161中两个问题。学生甲回答：钢球所受冲量的大小为1.2Ns,方向水平向左。学生乙回答：钢球所受冲量的大小为0.56Ns,方向竖直向上。 (2)关于变力的冲量和变力的计算的研究教师:在现实中,我们遇到的物体与物体之间的相互作用力一般不是恒力。比如欧美比较盛行垒球运动，球棒和垒球之间的相互作用力有什么特点？请大家看动画摸拟。 教师：动画演示打垒球。学生：球棒和垒球之间的相互作用时间很短。提问：这种作用力的大小具有什么特点？请继续看动画摸拟。教师：慢镜头动画摸拟演示垒球和球棒之间的相互作用。师生讨论：作用力先急剧增大然后急剧减小，具有这种特点的力叫做冲力。在冲击、碰撞等现象中，物体间的相互作用力都是冲力。在这段极短的时间内，冲力的冲量大小在数值上等于F-t 图包围的面积。假设有一个恒力在同样时间内的冲量与冲力的冲量相等，那么，这个恒力就等于变力在作用时间内的平均值。归纳:冲力(变力)的冲量的效果等效于一个恒力的冲量的效果。因此，动量定理既适用于恒力，也适用于变力，它具有广泛性。应用等效方法，便可以求出球棒对垒球的平均作用力。3. 应用训练，强化意义理解 提问:至此,我们是否可以解释鸡蛋问题?学生讨论后请一学生回答: 鸡蛋与绒布作用时，由于绒布比较软，延长了相互作用时间，绒布对鸡蛋的作用力较小，鸡蛋没有破；鸡蛋与墙壁作用时，由于墙壁比较硬，相互作用时间极短，墙壁对鸡蛋的作用力很大，鸡蛋就破了。提问：本课开始提出的有关体育运动的几个问题如何解释？学生回答：跳高、跳马、吊环运动员落在软垫上，由于软垫的缓冲作用，延长了运动员与垫子的作用时间，减小了垫子对运动员的作用力，运动员比较安全。拳击运动员比赛时要戴拳击手套也是这个道理。教师：回答得很好！布置自学任务:阅读课本最后一段“应用举例”,观看计算机软件四（含有冲床冲压、易碎物品、轮船码头等视频录象）,思考如何解释这些现象并归纳动量定理有几方面的实际应用?学生讨论并回答问题：学生甲回答“冲床冲压”：学生乙回答“易碎物品”：学生丙回答“轮船码头”： 学生思考讨论：课本P164练习二(1)(2)。学生分组实验:缓冲装置的模拟。 课件显示： 据 F = p /t ,在p 一定的情况下 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。 4. 归纳总结,形成认知结构课件显示:本节主要知识结构。