《专题：动量定理与动能定理的辨析》教学设计.doc

专题：动量定理与动能定理的辨析教学设计 汕头市东厦中学 马莉莉 2011年4月1日【教材分析】选用人教版普通高中课程标准实验教科书-物理-必修二第七章机械能守恒定律及第选修3-5第十六章动量守恒定律。此节课是对以上两章内容所涉及的动量定理与动能定理的进行辨析，并提供研究分析力学问题的方法和策略。【教学对象分析】学生在高一阶段已完成动能定理的学习，具有解决多过程问题的能力；在此前也刚完成动量定理及应用的学习。但对于两定理存在混淆，不少学生在面对复杂情景的题目时无从入手，缺乏综合分析能力。【教学任务分析】教学目标：知识领域1. 进一步加深对两定理的理解。2. 学会恰当的选取研究对象和物理过程； 3. 灵活应用两定理解题；4. 进一步提高学生构想物理情景、分析物理过程的能力。能力领域提升综合分析能力。情感领域善于在今后的学习和生活中总结经验和应用技能。重点动量定理与动能定理的区别与联系。难点研究分析力学问题的方法和策略。【教学方法】启发 讨论【教学流程设计】教学活动之：温故知新，对比辨析，加深理解一、动量与动能的区别和联系 动量动能这两个物理量都是都是描述某一时刻或某一位置物体的运动状态。动量是表达了机械运动传递的本领，而动能是表达了某一时刻物体具有的做功的本领。动量和动能的根本区别，就在于它们描述物理过程的特征和守恒规律不同。每一个运动的物体都具有一定的动量和动能，但动量的变化和能量的转化，完全服从不同的规律。因此要了解和区别这两个概念，就必须从物理变化过程中去考虑。设计意图：梳理知识点。展示单摆视频，让学生讨论在一个周期里小球两次经过最低点，动能有没有变化？动量有没有变化？ 设计意图：创设情景引入动量是矢量，动能是标量的区别（学生讨论）小球在此过程中机械能守恒，所以两次经过最低点动能相同，动能是标量。两次经过最低点速度的大小相同，但方向相反，所以动量不同，动量是失量。二、动量定理与动能定理的区别和联系动量定理动能定理这两个定理都是从牛顿第二定律演变而来，分别从时间和空间体现力的作用效果。动量定理表现了力对时间的累积效应，揭示了冲量是物体动量变化的量度。动能定理表现了力对空间的累积效应，揭示了动能的变化是通过做功过程来实现，且动能的变化是通过做功来量度的。这两个定理的研究物体可以是单个物体（多数），也可以是多个物体组成的系统。应用这两个定理时要确定研究对象和研究过程，分析物体受到的力和在此过程的初末状态（两确定两分析）。设计意图：梳理知识点。三、典型例题出示例题一和二，引导学生完成。设计意图：通过练习让学生总结经验1：在沙坑上方某处有一质量为1kg的小球，由静止释放自由下落，经0.4s后在陷入沙坑0.1s后停下来.求小球在沙坑中受到的平均阻力为多少？（空气阻力不计，g取10m/s2）2：在沙坑上方0.8m处有一质量为1kg的小球，由静止释放自由下落，在陷入沙坑0.1m后停下来，求小球在沙坑中受到的平均阻力为多少？（空气阻力不计， g取10m/s2） 引导学生读题、审题，想象物理情景，画图分析。要求学生思考最简洁的解题方法。展示个别学生的解题过程，点评学生出现的问题，让学生总结经验。（学生讨论）题目涉及时间要优先考虑应用动量定理，涉及位移要优先考虑应用动能定理。应用动量定理要注意方向；应用动能定理要注意正负功。展示最简洁的解题方法：1. 解：以小球为研究对象，对小球进行受力分析如图，选取竖直向下为正方向， 研究整个运动过程，由动量定理得： 例题一例题二2. 解：以小球为研究对象，对小球进行受力分析如图， 研究整个运动过程，由动能定理得： 引导学生总结方法：（1） 读题画图，让题意清晰明了。（2） 明确研究物体研究过程，分析物体在此过程中受到力及对应的时间或位移，并分析得到此过程物体的初末运动状态：速度、动量、动能。根据信息寻找对应的原理解决问题。（3） 多过程和多物体的题目要寻找联系点。如上题第一个过程的末速就是第二个过程的初速。教学活动之二：总结经验，综合运用，提高能力出示例题三，引导学生完成。设计意图：通过练习让学生感受经验、提高能力3： 冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程:如图所示,运动员将静止于O点的冰壶（视为质点）沿直线OC推到A点放手，此后冰壶沿AC滑行，最后停于C点。已知冰面和冰壶的动摩擦因数为，冰壶质量为m，推行的时间为t，AC=L, 重力加速度为g。(1)求冰壶在A点的速率；(2)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的平均推力的大小； 引导学生读题、审题，想象物理情景，画图分析。（提问）A点可看作OA过程的末速，也看作AC过程的初速。应选择哪个过程作为研究过程较好？（学生讨论）选用AC过程较好，因为受力明确。（提问）题目对AC过程提供了那些信息？（学生讨论）提供了摩擦力、对应位移、末速度。（提问）选择什么定理解题？（学生讨论）有位移选用动能定理。请学生展示解题过程。并点评。解：（1）从A到C过程，由动能定理得： 得：（2）从O到A过程，规定水平向右为正方向。由动量定理得： 得： 引导学生总结经验：（1）慢放-利用图景分析物理变化过程（2）细找文字信息中的关键字（3）搜索-提取各个过程的特征（4）对接-寻求各过程之间的连接点（5）整合-理顺整题的解题思路若把问题（2）该为求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的推力冲量的大小；（分析）由于题目少了“平均”两个字，则意味着推力可能是变力。变力的冲量不可用I=Ft计算。得用动量定理间接求得。解题过程：解：从O到A过程，规定水平向左为正方向。由动量定理得：得：（拓展）变力的冲量得用动量定理间接求得；变力的功得用动能定理间接求得。教学活动之三：运用经验，能力提升，开拓视野，出示例题四，引导学生完成。设计意图：通过练习让学生享受经验成果、拓展视野4. 如图所示，在光滑的水平面上有一长木板A，长木板上放置一质量为m的木块B。它们均处于静止状态。现对木板A施加一水平向右的恒力F，作用了一段时间t，木板A前进了S，获得了Ek0的动能。此时木块B恰好运动到木板最左端，求此时木块B的速度大小。引导学生读题、审题，想象物理情景，画图分析。（提问）应先选择哪个物体作为研究对象较好？（学生讨论）要求B的速度应选择B物体作为研究对象较好（提问）木块B受到什么力作用而由静止变为运动。（学生讨论）木块B受到木板A对其的摩擦力而改变运动状态（提问）那知不知道该力的大小？（此时学生对刚才选择B物体作为研究对象有不同意见）（提问）不知这个力的大小。但这个力与哪个力有联系？（学生讨论）木块B受到木板A对其的摩擦力与木块B对木板A的摩擦力是作用力和反作用力。（提问）还能先以选择B物体作为研究对象吗？（学生讨论）不能，应该先选择A物体作为研究对象（提问）题目对木板A提供了那些信息？（学生讨论）提供了推力、位移、时间、初速度，末动能。（选择什么定理解题？（学生讨论）有位移、动能选用动能定理。请学生展示解题过程。并点评。解：以木板A为研究对象，由动能定理可得：得：根据牛顿第三定律：以木块B为研究对象，以水平向右为正，由动量定理可得：得：引导学生总结经验：（1）力学综合题的研究方法：确定研究对象和研究过程，分析物体在此过程中受到力及对应的时间或位移，并分析得到此过程物体的初末运动状态：速度、动量、动能。根据信息寻找对应的原理解决问题两确定两分析。（2）多过程和多物体的题目要寻找联系点。多过程的联系点是运动状态，前一个过程的末速就是后一个过程的初速。多物体的联系点是力，或时间、位移。（3）拓展：牛顿第二定律、机械能守恒定律、动量守恒定律也是把力和运动状态联系在一起的规律，所以研究方法相同两确定两分析。（4）画图是理解题意的好方法。教学活动之四：完成专题练习，及时巩固知识 总结本节课所学知识和经验，完成专题对应练习。附：学生专题学案东厦中学高二年级（理科）物理-专题：动量定理与动能定理的辨析班级 姓名 座号 一、 概念辨析1. 动量与动能动量动能2. 动量定理与动能定理动量定理动能定理3.解题步骤：动量定理动能定理（1）确定研究对象及研究过程。选定正方向（2）对研究对象进行受力分析，确定所有力及对应的作用时间及对应的位移。（3）确定物体的初末状态：动量动能（4）根据定理列方程求解。二、典型例题1：在沙坑上方某处有一质量为1kg的小球，由静止释放自由下落，经0.4s后在陷入沙坑0.1s后停下来.求小球在沙坑中受到的平均阻力为多少？（空气阻力不计，g取10m/s2）解：2：在沙坑上方0.8m处有一质量为1kg的小球，由静止释放自由下落，在陷入沙坑0.1m后停下来，求小球在沙坑中受到的平均阻力为多少？（空气阻力不计，g取10m/s2） 解：小结： 综合题型3： 冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程:如图所示,运动员将静止于O点的冰壶（视为质点）沿直线OC推到A点放手，此后冰壶沿AC滑行，最后停于C点。已知冰面和冰壶的动摩擦因数为，冰壶质量为m，推行的时间为t，AC=L, 重力加速度为g。(1)求冰壶在A点的速率；(2)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的平均推力的大小； 小结： 巩固提高4. 如图所示，在光滑的水平面上有一长木板A，长木板上放置一质量为m的木块B。它们均处于静止状态。现对木板A施加一水平向右的恒力F，作用了一段时间t，木板A前进了S，获得了Ek0的动能。此时木块B恰好运动到木板最左端，求此时木块B的速度大小。小结： 我们的工具：牛顿三大定律、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律、动量定理、动量守恒定律我们的对策：（1）慢放-利用图景分析物理变化过程（2）细找文字信息中的关键字（3）搜索-提取各个过程的特征（4）对接-寻求各过程之间的连接点（5）整合-理顺整题的解题思路课后综合训练1. 若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则 （ ） A.物体的动能总是变化的 B.物体的动量总是变化的 C.物体的动速度总是变化的 D.物体的速度的方向总是变化的，2一个质量为1kg的弹性小球，在光滑水平面上以5m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，则碰撞前后小球动量变化量的大小P和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为： （ ）A. P=0 B. P=10kgm/sC. W=25J D. W=03. 对于任何一个质量不变的物体，下列说法正确的是 （ ）A. 物体的动量发生变化，其动能一定变化 B. 物体的动量发生变化，其动能不一定变化C. 物体的动能发生变化，其动量一定变化 D. 物体的动能发生变化，其动量不一定变化4. 竖直上抛一球，球又落回原处，己知空气阻力的大小f = kv2，(其中k为比例常量，且整个过程中kv2小于重力)，则 （ ）A上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B. 上升过程中重力的冲量小于下降过程中重力的冲量C上升过程中动能的改变量大于下降过程中动能的改变量D上升过程中动量的改变量小于下降过程中动量的改变量5AB两物体具有相同的动量，A的质量大于B。AB与水平面间的动摩擦因数相等，则它们由开始滑行到静止的过程中 （ ）A. B滑行的距离较大 B.B受到的冲量较大CB的加速度较大 D.A的运动时间较长6质量分别为m1和m2的两个物体（m1m2），在光滑的水平面上沿同方向运动，具有相同的初动能与运动方向相同的水平力F分别作用在这两个物体上，经过相同的时间后，两个物体的动量和动能的大小分别为P1、P2和E1、E2，则 （ ） AP1P2和E1E2 BP1P2和E1E2CP1P2和E1E2 DP1P2和E1E27在光滑水平面上的一平板车上站着一个人，人与车一起做匀速直线运动，此人手中拿着一个球，用如下两种方式将球水平抛出：一次沿车前进方向抛出，对球做功为WA，所施加冲量大小为IA，另一次沿与车运动方向的相反方向抛出，对球做功为WB，所施加冲量大小为IB，若两次球离手时对地的速率相同，则两次抛球过程比较：（ ） A: WA=WB IA=IB B: WAWB IAIBC: WA=WB IAIB D: WAWB IAIB8. 在真空中有一竖直向上的匀强电场E1，一个带电液滴在电场中O点处于静止状态。现将E1突然增大到E2，方向不变，作用一段时间。再突然使E2反向，E2大小不变，再经过一段同样长的时间，液滴恰好返回到O点。在这两段相同的时间里 ( )A合力冲量的大小相等 B动能的变化相等C电场力做功相同 D重力的冲量相同9、 钢球从高处向下落，最后陷入泥中，如果空气阻力可忽略不计，陷