动量定理的物理教案设计.doc

动量定理的物理教案设计 摘要：从说教材、学情分析、教学方法、教学程序四个方面详细阐述了动量定理这节课的地位、作用、重点、难点分析了学生的实际知识情况采用的教学方法和教学的三个环节 关键词：动量定理冲量动量的变化 本节课的内容是全日制普通高级中学物理第二册(人教版)第一章第二节动量定理 一、说教材 1.教材的地位和作用： 本章引入动量这个新概念并结合牛顿第二定律推导出动量定理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这一章可视为牛顿力学的进一步展开为力学的重点章 动量定理为本章第二节是第一节动量和冲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同时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 2.本节教学重点： (1)动量定理的推导和对动量定理的理解; (2)利用动量定理解释有关现象和一维情况下的定量分析 3.教学难点： 动量定理的矢量性也就是如何正确理解“合”外力的冲量等于物体“动量的变化”尤其是方向的一致性即合外力的冲量的方向和动量变化量的方向一致 4.教学目标：根据教材、大纲和学生情况制定本节课的教学目标有三个方面： 知识与技能 (1)能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式 (2)理解动量定理的确切含义知道动量定理适用于变力 (3)会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题 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 情感态度与价值观 (1)有参与科技活动的热情有从生活到物理从物理到生活的意识 (2)有主动与他人合作的精神有团队意识 (3)关心国内、国外科技发展现状与趋势有振兴中华的使命感与责任感有将科学服务于人类的意识 二、学情分析 高一学生思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡因此在教学中需以一些感性认识作为依托加强直观性和形象性以便学生理解 学生有根据加速度来分析力和运动的知识准备利用xx年1月4日美国航天局的“勇气号”探测器着陆火星的图片创设问题情景激发学生的兴趣让学生把物理现象自然过渡到新知识点上从而引导学生应用已掌握的基础知识通过理论分析和推理判断来获得新知识 撞击、打击现象是学生在生活中比较熟悉的也是他们容易发生兴趣的现象充分发挥图片、录像和演示实验的作用符合他们好奇、好动、好强的心理特点调动他们学习的积极性和主动性 三、教学方法 应用实验导入法、分组实验法启发学生通过自己的思考和讨论来探究动量定理 四、教学程序 本节课分为三个环节图片新闻创设情景;建立模型共同探究;应用动量定理 第一环节：创设情景 通过图片新闻的方式应用多媒体展示“勇气号”探测器成功登陆火星过程的一组图片创设问题情境导入新课让同学们产生感性认识结合他们的生活经验大部分同学会意识到有一系列措施减小撞地速度安全气囊的作用是延长作用时间为了使思路明朗化提出三个简单问题： (1)摩擦降(图1)、降落伞(图2)和反向发动机(图3)的作用? (2)安全气囊(图4)的作用? (3)采取这些措施最终的目的? 通过上述问题大部分同学应该想到是为了减小撞击力还会粗浅地认为对于同一个物体撞前速度越小撞击力越小;撞击时间越长撞击力越小 通过问题情景的创设极大的调动了学生的情感注意力和情感体验力为师生共同发现问题、提出问题、探究问题、解决问题打下了基础把高科技的情景引入课堂体现时代性符合新课程标准的基本理论 第二环节：建立模型 这时候速度、时间、动量、冲量、力等几个物理量在学生的头脑中还需要整合从感性认识进一步上升到理性认识师生共同建立物理模型这个模型为水平面上的物体在合力F的作用下经过一段时间t动量由mv0变为mvt引导同学们根据所学到的牛顿运动定律的知识去整理这几个物理量之间的关系探索动量变化跟所受合力的冲量之间的关系这与新课程标准中提倡的鼓励学生体验自然规律发现的过程从而建立对自然科学的认识和掌握研究科学的方法是一致的 在这个模型的基础上通过推导大部分同学会得到一个表达式： Ft=mvtmv0或Ft=P 这时不要急于归纳它的物理意义而是给出学生想像和讨论的时间让同学们试着解释它刚开始可能得到一些不完整的结论比如“冲量等于动量之差”或“冲量等于动量相减”或“冲量引起动量发生变化”随着讨论的深入引导同学们动量的变化这个概念在求同存异的过程中探究出合冲量和动量变化量的关系比如数量关系因果关系会逐渐清晰但方向关系还没有特别明朗化在同学们基本理解的基础上老师总结并板书动量定理的内容在师生共同解决问题的学习中通过原有知识的激活然后再通过顺应过程重建新知识与原有知识结构之间的联系使认知发展从一个平衡状态进入另一个更高的发展平衡状态这一点符合学生的学习建构理论 当同学们基本能运用动量定理初步解决恒力的问题时可引伸到动量定理也适用于随时间变化的力比如打击力或撞击力但这个力F应取作用时间内的平均力这样可以开阔学生的思路便于他们自觉的运用所学知识来处理问题 第三环节：定性应用 为了培养学生在物理学中从实践到理论再用理论来指导实践的研究方法鼓励学生将学习到的物理知识与日常生活、生产技术联系起来首先围绕定理Ft=P分情况进行讨论 首先设置一个问题：如果把鸡蛋从一米高的地方释放摔到水泥地上碎了采取什么措施可保证鸡蛋不摔碎?让同学们设计多种方案他们会猜测在地上铺上沙子或放一盆水或海绵等一些弹性好的物质接着利用有代表性的弹性好的海绵加以验证把同学们的设计留成兴趣作业对那些有创造力的设计给予充分的欣赏和肯定 减小力的作用继续和同学们一块分析生活中常见的现象展示图片(图5)引导同学自己找出生产、生活中的更多例子 为了引导学生全面思考问题继续通过播放录像创设了下列的物理情景：铁锤钉钉子冲床冲压钢板并提出问题让同学们继续归纳出共性规律：作用时间短作用力大引导学生自己找出生产、生活中的更多例子充分发挥学生的主体作用培养他们知识迁移的能力 通过运用对比的方法对上述两类问题深入分析使学生对动量定理加深了理解实现了“学中做”和“做中学”的结合促使学生从理性认识再到感性认识符合认识论 在定性分析的基础上再次举出第一节的例题给出这个例题有三个目的： 第一个目的是在上一节分析碰撞过程中动量变化量的基础上这节课给出撞击的时间同学们可以应用动量定理来计算撞击力的大小 在师生共同分析的过程中第二个目的也就基本达到了探索出了怎样应用动量定理解题的关键步骤比如必须首先规定正方向求动量的变化再应用动量定理列方程求未知量 第三个目的：突破难点也就是动量定理的矢量性设计两个有梯度的问题来降低难度 例1：质量为0.1kg的钢球以6m/s的速度水平向右运动碰到一个坚硬的障碍物后被弹回沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动接触时间为0.02秒小球受到的弹力的平均值有多大? 问题(1)：物体动量变化量方向? 问题(2)：联系你学过的弹力产生的条件从形变的角度分析弹力的方向合力冲量的方向应该方向? 通过这样的比较同学们将发现：合力冲量的方向与动量变化量的方向相同使动量定理的矢量性这个难点具体化和逐渐明朗化 为了进一步突出重点和突破难点继续研究第一节中“思考与讨论”题 思考与讨论： 例2：一个质量为0.2kg的钢球以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上入射的角度为45碰撞后被斜着弹出弹出的角度也是45速度仍为2m/s 问题：除了能应用平行四边形分析撞击过程中的动量的变化的方向能否根据动量定理来分析小球动量的变化? 有上节课的基础根据平行四边形定则能够判断动量变化的方向垂直于接触面;根据弹力方向的判断合冲量的方向也在这个方向上为了使问题形象化准备了一个小动画以显示撞击的过程中小球的形变以明确小球受到的弹力的方向进而显示合冲量的方向以此深入地体会动量定理的表达式是一个矢量式整个过程以学生为主体避免了老师的“一言堂”做到了“老师搭台学生唱戏”在课堂上增强了自主学习和合作学习的氛围 神州5号的成功发射和回收是中国航天技术的又一个里程碑通过录像和图片让同学们围绕动量定理来分析神州五号如何采取一系列措施实现软着陆的当同学们发现自己能够用新知识解决如此惊天动地的伟大创举时必然热血沸腾