动量和动量定理教学设计课题.docx

动量和动量定理教学设计课题 16.2 动量和动量定理 基于“521”教学模式下的教学设计 内容及其解析 内容：动量（P）概念的建立、动量的变化（P）、动量变化（P）的原因探寻、冲量（I）概念的建立、动量定理（动量变化原因的总结）及其应用。 该节内容是在第一节实验结论碰撞前后系统mv矢量和不变的基础上，对物理量mv的探讨引起，将具有特别意义的mv定义为动量（moumentum）,并介绍了科学前辈是如何在追寻守恒量的努力中逐步建立动量概念的。在第一碰撞的实验中，虽然两物体动量的矢量和不变，但对单个物体而言，它的动量发生的变化，为什么单个物体的动量会发生变化呢，进而进入从动力学角度探寻动量变化的原因，最后将其原因归结为力对时间具有一定的积累效应，即冲量（impulse）。将动量变化与合力冲量的等量关系概括为动量定理（theory of moumentum），最后通过例题体会用动量定理进行定量计算的优越性，并应用动量定理解释生活中常见的现象，如玻璃杯落在水泥地上易破碎，落在地摊上不易破碎；易碎物品运输时要用柔软材料包装；船舷和码头常常悬挂旧轮胎等。 解析：本章在第一节的基础上引入了动量这个新概念并结合动力学知识（牛顿第二定律）推导出动量定理（动量变化的原因）。动量定理侧重于力在时间上的累积效果。为解决力学问题开辟了新的途径，尤其是打击和碰撞的问题上动量定理较牛顿第二定律具有一定的优越性。这一章可视为牛顿力学的进一步展开，是力学的重点章节。 动量和动量定理为本章第二节，是第一节实验：探究碰撞中的不变量的继续，同时又为第三节动量守恒定律（第一节实验结论的理论印证）奠定了基础。所以动量和动量定理有承前启后的作用。同时动量和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。 第一课时 一目标及其解析 1 知识与技能 （1）体会动量、动量变化和冲量概念的建立过程，并理解动量、动量变化和冲量的矢量性。 （2）会计算某状态下的动量、某过程的动量变化、某个力的冲量以及合力的 冲量。 （3）理解并能从动力学出发探寻和推到出动量变化的原因，并得出动量定理的表达式；进而理解动量定理的含义。 （4）会用动量定理进行简单的定量计算和定性分析。 2 过程与方法 （1）通过动量和冲量概念的引入和科学前辈对此概念的建立，体会物理学概念的建立过程和建立方法。 （2）利用动力学知识推到动量定理的过程，培养学生善于提出问题，并利用已有知识解决问题和合作交流的能力、以及总结概括的能力。 （3）通过对动量定理含义的理解和应用，培养学生搜集信息、处理信息和分析问题、解决问题的能力。 3 情感态度与价值观 有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。 解析：在课程标准的要求下，针对本节第一课时的学习内容而确定的具有行为指向的三维教学目标。 重点：（1）理解动量、动量变化、冲量等概念。 （2）动量定理表达式的推导。 （3）用动量定理解释有关现象，并解决打击碰撞等实际问题。 难点：动量定理矢量性和应用。 二教学问题诊断分析 学生已具有动力学基础，逻辑水平在不断提高，所以有能力在教师的引导下自行推导动量定理表达式。但在理解问题时思维严谨性还有所欠缺，加之第一次涉猎矢量表达式，所以需要在教师指导下理解动量定理表达式的矢量性。本节课只能使学生达到能够理解的水平，并进行简单的应用，所以对动量定理定量计算的内容讲解不必过深。 三教学支持条件与分析 学案、多媒体 分析：（1）学案是学生先学后教教学理念的实施的媒介。（2）多媒体的应用提高课堂效率。如在学习科学前辈建立动量概念的过程，使用多媒体展示人物及其内容，提高课堂时间利用率，并给学生以视觉冲击，缓解疲劳，提高学生学习 效率。 四 教学过程设计 （一）教学基本流程 （二）问题与例题 问题1：（1）请同学们言简意赅的表述上一节探究实验的结论？ 设计意图：引入动量和动量变化的概念。 师生活动：学生回答，教师PPT 展示实验结论的两个表达式 （2）请你根据你所查阅的资料，说一说科学前辈在追寻碰撞中不变量的努力中是建立动量概念的过程？ 设计意图：培养学生搜集信息、处理信息以及概括与表述信息的能力 师生活动：PPT 播放问题，学生小组讨论总结概括并回答问题 例题1 质量为m 的物体以速度v 做半径为R 的匀速圆周运动，如图所示， 求： （1）A 点与P 点动量是否相同？ （2）A 点开始经历四分之一周期到达B 点的过程中物体动量的变化？ （3）A 点开始经历二分之一周期到达C 点的过程中物体动量的变化？ （4）A 点开始经历一周期回到点的过程中物体动量的变化？ 复习第一节实验结 论引入动量概念 科学前辈动量概念建立过程 动量变化 及其计算 探寻动量变化原因 动量定理内容及表达式理解 动量定理的应用 小结与作业 设计意图：通过匀速圆周运动例子，理解动量的矢量性，并会计算共线和有夹角情况下动量的变化。 师生活动：学生先做，教师解答并引导学生总结概括求动量变化的方法和注意事项。 问题2：有了动量这一物理概念，现在我们可以把第一节的实验结论表述为碰撞前后两物体动量的矢量和不变。但该结论并未谈及单个物体的动量，我们通过实验也知道，其中一个物体而言，它的动量发生了变化。 请你思考，对单个小球而言，它的动量为什么会发生变化呢？ 设计意图：激发学生的好奇心和求知欲，引出探寻动量变化的原因，从而引导学生利用牛顿运动定律从理论上探寻动量变化的原因，并用语言表述探寻结果。培养学生发现问题解决问题的能力和概括总结、语言表述的能力。 师生活动：将问题简化利用PPT 播放问题，学生思考并在教师的引导下利用牛顿第二定律探寻动量变化的原因，总结探寻结果。学生利用实物展台展示探究结果。 例题2 质量为m 的物体静止在粗糙的水平地面上，它与地面间的动摩擦因数为。某时刻受到到一个与水平反向成角的外力F 的作用下，运功了一段距离的过程中，求（1）重力的冲量 （2）支持力的冲量（3）摩擦力的冲量 （4）F 的冲量（5）合力的冲量 设计意图：理解冲量的矢量性，会算某个力的冲量及合力的冲量 师生活动：学生先做，教师给出答案，并引导学生总结计算某个力的冲量与合力冲量的方法和注意的 事项。 例题3 如图所示，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，速度大小变为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多大？ A B C 设计意图：应用动量定理求解打击类问题，并初步体会应用动量定理在此类问题中应用的优越性 师生活动：由教师示范解题过程，学生学习方法。 练习1 质量是40kg的铁锤从5m高处由静止自由落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s，撞击时，g取10m/s2，求：（1）铁锤撞击水泥桩的速度（2）铁锤对桩的平均冲击力有多大？ 设计意图：应用动量定理解决打击碰撞类问题是一典型的例题，所以该练习强化学生对该类问题方法的掌握。 师生活动：学生做完后，教师给予答案，并再次总结动量定理等号的右侧为合力的冲量，提醒学生一定先受力分析，做到不多力也不少力，并注意冲量的矢量性。 例题4 玻璃杯从一定高处掉到水泥地上会破碎，而掉到沙坑里却不容易破碎老师要求同学针对这一现象，提出一个问题下面是四位同学的发言，其中较有价值且可探究的问题是（） A“玻璃杯掉到水泥地上会破碎，是因为地面比较硬” B“玻璃杯从一定高处掉到水泥地上会破碎吗？” C“为什么玻璃杯掉到水泥地上会破碎，而掉到沙坑里却不容易破碎呢？” D“玻璃杯掉到地上是否破碎与下落高度、地面的软硬程度有什么关系？” 设计意图：利用动量定理解释生活中常见的现象，使学生有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。 师生活动：学生讨论解答。教师用PPT播放生活其它能用动量定理解释的现象。 （三）目标检测 1 若一个物体的动量发生了变化，则物体（质量不变）运动的（） A 速度大小一定改变 B 速度方向一定改变 C 速度一定变化了D加速度一定不为零 2 关于冲量，下列说法中正确的是（） A 冲量是物体动量变化的原因 B 作用在静止的物体上的力的冲量一定为零 C 动量越大的物体受到的冲量越大 D 冲量的方向就是物体受力的方向 3篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球。接球时，两臂随球迅速收缩至胸前。这样做可以（） A减小球对对手的冲量B减小球对人的冲击力 C减小球的动量变化量D减小球的动能变化量 4 羽毛球是速度最快的球类运动之一，林丹扣杀羽毛球的速度可达到342km/h，假设球飞来的速度为90km/h，林丹将球以342km/h的速度反向击回，羽毛球质量为5g，试求：（1）林丹击球过程中羽毛球的动量变化量（2）在林丹的这次扣杀中，羽毛球的速度变化、动能变化各是多少？ 设计意图：（1）四个小题分别检测学生对动量、冲量、动量变化概念的理解。及时评价学生学习效果和教学成果，及时反馈，为下节教学提供有效真实的信息。 （2）题很基础，是学生有获得感和成就感。 师生活动：学生4分钟左右做完，老师给答案。 小结：学生总结学到的知识点、题型及处理方法 设计意图：建构物理知识框架 （四）课后配餐 设计意图：该部分习题的设置，要求要精选，并分为A、B、C三组，题量的大概比例为1：2：1，难度逐组递增，从而满足不同层次学生的需求。A类试题达到95%以上的学生都会，B组让70%以上的学生能做出来，C组题30%以上学生会做即可。 师生活动：学生课后独立完成，作为作业。教师进行批改，针对错的较多的题目，在第二次课开头进行讲解。 A类 1 关于动量，下列说法正确的是（） A 质量大的物体，动量一定大 B 速度大的物体，动量一定大 C 两物体的质量与其速度大小的乘积相同，两物体的动量一定相同 D 两物体的动能相同，它们的动量可能不同 2 质量m2kg的物体，在光滑水平面上以速度4m/s的速度向右运动，受到一个水平向左的力作用一段时间后，速度大小变为4m/s，方向水平向左。设向右的方向为正，则在这个过程中物体动量的变化为（） A 0 B 16kg.m/s C 8kg.m/s D 16kg.m/s 3 质量为m的木箱在光滑的水平地面上，在与水平方向成角的恒定拉力F 作用下由静止开始运动，经过时间t速度变为v，则在这段时间内拉力F与重力的冲量大小分别为（） A Ft，0 BFtcos，0 Cmv，mgt DFt，mgt B类 1 在距地面高为h 处，同时以大小相等的初速v0分别平抛，竖直上抛，竖直下抛质量相等的物体m，当它们从抛出到落地时过程，动量的变化量P最大的是A平抛B竖直上抛C竖直下抛D三者一样大 2 两个质量相等的物体分别沿高度相同但倾角不同的光滑斜面从顶端自由下滑到低端,在此过程中两物体具有相同的物理量是（） A重力的冲量B合力的冲量C动量的变化D速率的变化 3 一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中.若把在空中下落过程称为1,进入泥潭过程为2,则（） A 过程1中钢珠动量改变等于重力的冲量 B 过程2中阻力冲量的大小等于过程2中重力冲量的大小 C 过程2中阻力冲量的大小等于过程1中与过程2中重力的冲量大小之和 D 过程2中钢珠动量的改变等于阻力的冲量 4 如图所示，把重物G压在纸带上，若用一水平力迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽出；若缓慢拉动纸带，纸带也从重物下抽出，但重物跟着纸带一起运动一段距离.下列解释上述现象的说法中正确的是（） A. 在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大 B. 在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力小 C. 在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大 D. 在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小 5质量为m=0.1kg的弹性小球，从高h1=1.25m处自由落向一光滑而坚硬的水平地面，与水平面接触时间为t=0.1s，然后弹回到h2=0.8m高求：（g取10m/s2）（1）若地板对小球的平均冲力大小为100N，求小球与地板的碰撞时间 （2）若小球与地板碰撞无机械能损失，碰撞时间为0.1s,求小球对地板的平均冲量 C类 最大正截面 S5m2的一艘宇宙飞船, 以速度 v10km/s在太空航行时进入静止的密度2×10-5kg/m3的微陨石云中, 如果微陨石与飞船相撞时都附在飞船上,会使飞船受到的平均制动力大小是_N