高二物理《动量和动量定理》教案分析
【课前四问】
第一问:我打算这节课让学生获得什么?
一、教材分析
本节课是人教版选修3-5第十六章第二节内容,本节的内容为“动量和动量定理”,本节分两课时来完成,这节课为第一课时。也是本章的重点内容,是第一节“实验:探究碰撞中的守恒量”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。“动量定理”是牛顿第二定律的进一步展开。它侧重于力在时间上的累积效果,为解决力学问题开辟了新途径,尤其是打击和碰撞类的问题。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。
二、学情分析
学生已经掌握了动量概念,会运用牛顿第二定律和运动学公式等,为本节课的学习打下了坚实的基础。高中生思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡,因此在教学中需要以一些感性认识为依托,加强直观性和形象性,以便学生理解,因此在教学中多让学生参与利用动量定理解释生活中的有关现象,加强学生思维由形象到抽象的过渡。
三、教学目标
知识与技能:
1.理解动量的变化和冲量的定义;
2.理解动量定理的含义和表达式,理解其矢量性;
3.会用动量定理解释有关物理现象,并能掌握动量定理的简单计算
过程与方法:
通过运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式,培养学生逻辑运算能力。
情感态度与价值观:
1.通过运用所学知识推导新的规律,培养学生学习的兴趣,激发学生探索新知识的欲望。
2.通过用动量定理解释有关物理现象,培养学生用所学物理知识应用于生活实践中去,体现物理学在生活中的指导作用。
四、教学重难点
教学重点:理解动量的变化、冲量、动量定理的表达式和矢量性
教学难点:用动量定理解释有关物理现象,针对动量定理进行简单的计算
第二问:我打算让学生怎样获得?
五、教学策略
依据建构主义学习理论,学生学习过程是在教师创设的情境下,借助已有的知识和经验,主动探索,积极交流,从而建立新的认知结构的过程。学习是学生主体进行意义建构的过程。因此要创设建构知识的学习环境,树立以人为本的教育观念,发展不断建构的认知过程。我校开展的“四五四”绿色生命教育课堂教学模式,就是以学生为中心,突出学生在学习过程中的主体地位,通过自主学习、多元互动提升学生的学习能力。
1.本节从“鸟撞飞机”的情景引入,可以激发学生学习的兴趣,在课程学习中通过练习题计算出鸟撞击飞机的力,两者相呼应。这种情景导入的目的在于引起学生的有意注意,激发学生的兴趣和求知欲望。
2.在课堂上通过学生的互相讨论,把学生的思维充分地调动起来,让他们主动参与学习,成为学习的主人。从而使复杂性的内容演变成简单易懂的内容。并加以多媒体课件,最大限度地发挥学生的主动性和创造性,提高他们的思维能力和观察能力,同时教师的适当总结,使他们对知识有了更深更全面的认识。
3.在反馈拓展环节,针对鸟撞飞机事件进行相关计算,同时拓展到更高空间即太空垃圾问题,结合科技前沿对学生进行情感教育,开阔学生视野。
第三问:我打算多长时间让学生获得?
5分钟创设情境并复习引入新课,10分钟学生自主探究,25分钟与学生互动交流,5分钟总结分享布置作业。
第四问:我怎么知道教学达到了我的要求,有多少学生达到我的要求?
通过小组合作,生生、师生、生本互动,了解学生的掌握、落实情况;通过问题讨论,了解学生对知识的运用。
【五个环节】
六、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
创设情境
复习
引入
关于鸟撞飞机的报道,播放鸟撞飞机的视频
观察、体会、思考
通过多媒体辅助视频,激发学生兴趣,设疑,为动量定理的简单计算做铺垫
复习提问:
1.动量的定义
2.动量的方向
3.动量是过程量还是状态量
引导学生练习学案中的例1
对学生反馈加以评价,提出规范性的要求
回答问题:
1.P=mv
2.与速度方向相同
3.状态量
做练习,并展示
回顾旧知识动量,通过练习引出新内容动量的变化;通过学生展示分析提高学生语言表达能力,突破动量变化矢量性的重点。
多元互动
理论探究深入新知
教师提出问题:动量的变化产生的原因是什么?
针对学生展示进行评价
学生动笔推导并在投影展示推导过程
通过理论推导培养学生逻辑推理能力,加强对动量定理的理解,从而突破本节课重点。培养了学生的语言表达能力,加强了生生交流、师生交流。
联系学生推导过程,引出冲量定义、矢量性及单位
动量定理的内容和表达式
思考、回答老师提问
通过老师结合学生推导过程给出新概念新内容,连接顺畅,学生易于接受,从而达到教学目标。
当堂训练强化认知
展示网球运动员李娜获澳网冠军图片,并创设情境让学生做学案上例2,教师进行规范性指导
重现鸟撞飞机情境,进行练习2
深化拓展:宇宙垃圾问题
做学案例2
观看视频,并进行计算
有兴趣的课下查询相关资料
通过创设情境提出例题,以一些感性认识为依托,加强直观性和形象性,通过例题分析培养学生答题规范性,加深对动量定理的理解,从而突破教学难点。
通过再现鸟撞飞机情境与前面呼应,通过计算得出鸟撞飞机的作用力大小来解释前面提出的疑问。加强对动量定理的理解,从而突破教学难点。
结合当今社会热点,深化课堂,从而激发学生学习积极性。
动量定理在生活中的应用
播放视频汽车碰撞安全测试视频,提出问题,安全气囊的原理(教师可以引领学生分析)
1.学生展示篮球传球过程,并解释其物理原理
2.足球比赛经常出现用头争抢球的情景,如果改成铅球还抢吗?
3.将白纸放到水杯下面,尽量让水杯不动,如何将白纸抽出?
我来说一说
观看视频,思考问题并回答
小组讨论、分析各种情况
学生举例生活中与动量定理有关的生活现象
通过图片展示或是学生动手操作生活中的现象,体现了物理从生活中来,我们还要将其运用于实践中,从而激发学生学好物理的信心。加强学生对动量定理的理解,并达到教学目标。
通过学生举例联系生活,强化了学生从直观形象思维到抽象逻辑思维的过渡。
总结提升
课堂小结
分享收获
通过学生交流让学生分享各自的收获,体现了课堂分享特征
七、板书设计
§16.2动量和动量定理
一、动量的变化
1.定义式:⊿P=P’-P
2.动量的变化量是矢量
二、动量定理
1.探究动量变化的原因
2.冲量
(1)定义式:I=Ft
(2)方向:与F相同
(3)单位:N﹒s
3.动量定理
(1)内容:物体的动量变化量与所受合外力的冲量相等
(2)公式:P’-P=I合或mv’-mv=F合t
4.动量定理在生活中的应用
八、教学设计评价
【四个特征】
温暖特征:通过本节课我在教学中尽力做到关注每一位学生,让多数学生参与到课堂中来,在巡视过程中对部分学生加以指导,课堂氛围比较轻松和谐,体现了温暖的特征。
自主特征:通过小坐合作,自主探究动量变化的原因,培养学生思维能力
开放特征:本节课学生积极踊跃参与课堂教学,讨论开放式题目,学生思维没有受到约束,开阔学生视野,课堂气氛比较活跃,体现生命课堂开放的特征。
分享特征:通过学生交流让学生分享各自的收获,体现了课堂分享特征。
俗话说,磨刀不误砍柴工。教师要准备好教案,这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣,减轻教师们在教学时的教学压力。怎么才能让教案写的更加全面呢?下面是小编精心收集整理,为您带来的《单摆》,仅供参考,欢迎大家阅读。
班级_________姓名_________第_______组
人教版物理选修3-4学案:1.4《单摆导》
审核:高二物理组编写人:朱栋栋
寄语:吃的苦中苦方为人上人
学习目标:1、掌握单摆的构造
2、掌握单摆的回复力是重力沿切线方向的分力
3、掌握单摆在偏角很小时可以近似地做简谐运动
4、掌握单摆振动的特点及周期公式
学习重点和难点:
1、单摆振动的回复力
2、单摆的偏解很小时满足简谐运动的条件
3、通过定性分析、实验、数据分析得出单摆周期公式
4、单摆振动的回复力
知识链接:1、物体做简谐运动的条件是什么?
答:
2、日常生活中那些现象属于机械振动?
答:
3、秋千和钟摆最终为什么一定会停下来呢?
答:
总结:我们能不能由秋千和单摆摆动的共性及忽略空气阻力,抽象出一个简单的物理模型呢?
这就是我们本节课所学的单摆
新课学习:
(一)单摆模型:
1、什么是单摆:
在细线的一端拴一个______,另一端固定在______,如果悬挂小球的细线的_____和_____可以忽略不计,线长又比球的_____大得多,这种装置就叫单摆。单摆是实际摆的_______模型。
2、单摆的特征:摆线不可伸长,质量可忽略;小球要小,质量要大。
(二)单摆振动的回复力分析:
下面我们再从回复力的角度来研究单摆的运动性质。
如图所示,_____和____的合力提供向心力,改变速度方向,重力的另一分力G1,会改变摆球的运动的快慢,它的方向指向______,使摆球在平衡位置两侧做往复运动,所以,回复力F=G1=__________。当偏角很小时,sin_____,所以单摆的回复力为F=_____x,其中l为摆长,x为摆球偏离平衡位置的位移,负号表示回复力F与位移x的方向相反。由于m、g、l都有确定的值,可用常数k表示,所以F=________摆角很小(小于10)时,单摆的振动为_____运动。综上所述,不论是单摆振动的曲线还是回复力的特点都表明,在一定条件下单摆做简谐运动。
(三)单摆的周期:
荷兰筹物理学家惠更斯研究了单摆的振动,发现单摆的振动周期跟摆长的平方根成正比,跟重力加速度的平方根成反比,跟振幅、摆球的质量无关,并确定了单摆的周期公式:T=_________
(四)用单摆测定重力加速度:
单摆在摆角小于10°时的振动是______运动,其固有周期为T=_________,由此可得个g=_________。据此,只要测出摆长l和周期T,即可计算出当地的重力加速度值。
知识巩固训练
(课本17页问题与练习1、2、3、4)
1、(A级):
反思小结:
班级_________姓名_________第_______组
1.4《单摆过关检测卡》
1.(A级)振动着的单摆摆球,通过平衡位置时,它受到的回复力()
A.指向地面B.指向悬点C.数值为零D.垂直摆线,指向运动方向
2.(B级)一物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的1/4.在地球上走得很准的摆钟搬到此行星上后,此钟分针一整圈所经历的时间实际上是()
3.(B级)一绳长为L的单摆,在平衡位置正上方(L—L′)的P处有一个钉子,如图1所示,这个摆的周期是()
4.(B级)一单摆的摆长为40cm,摆球在t=0时刻正从平衡位置向右运动,若g取10m/s2,则在1s时摆球的运动情况是()
A.正向左做减速运动,加速度正在增大
B.正向左做加速运动,加速度正在减小
C.正向右做减速运动,加速度正在增大
D.正向右做加速运动,加速度正在减小
5.(B级)A、B二单摆,当A振动20次,B振动30次,已知A摆摆长比B摆长40cm,则A、B二摆摆长分别为________cm与________cm.
第二课时单摆、振动的能量与共振
【教学要求】
1.了解单摆的周期与摆长的关系
2.了解受迫振动与共振。
【知识再现】
一.单摆
1.在一条不易伸长的,忽略质量的细线下端拴一质点,上端固定,这样构成的装置叫单摆。
注意:单摆是一种理想化的物理模型。
2.单摆做简谐运动的条件:。
3.回复力重力沿切线方向的分力。
4.周期公式:;单摆的等时性是指周期与无关.
思考:如何证明单摆在摆角小于100时,其振动为简谐摄动?
二.外力作用下的振动
1.简谐运动的能量与有关,越大,振动能量越大。
2.阻尼振动:振幅逐渐减小的振动。
3.受迫振动:物体在作用下的振动叫受迫振动。做受迫振动的物体,它的周期或频率等于的周期或频率,而与物体的无关。
4.共振:做受迫振动的物体,它的频率与固有频率越接近,其振幅就越大,当二者相等时,振幅达到这就是共振现象.
(1)共振曲线:如图所示。
(2)共振的防止和利用:
利用共振,使驱动力的频率接近,直至等于振动系统的固有频率。
防止共振,使驱动力的频率远离振动系统的固有频率。
思考:有阻力的振动一定是阻尼振动吗?
5.自由振动、受迫振动和共振的关系比较如下:
知识点一单摆作简揩振动的受力分析
关于合外力、回复力、向心力的关系。最高点:向心力为零,回复力最大,合外力等于回复力。最低点:向心力最大,回复力为零,合外力等于向心力。在任意位置合外力沿半径方向的分力就是向心力,合外力沿切线方向上的分力就是回复力。
【应用1】一做简谐运动的单摆,在摆动过程中下列说法正确的有()
A.只有在平衡位置时,回复力等于重力与细绳拉力的合力
B.只有在小球摆至最高点时,回复力等于重力与细绳拉力的合力
C.小球在任意位置回复力都等于重力与细绳拉力的合力
D.小球在任意位置回复力都不等于重力与细绳拉力的合力
导示:单摆摆到平衡位置时,回复力为零,而重力与绳的拉力的合力提供做圆周运动的向心力。当摆球摆到最高点,瞬时速度为零,重力沿法线方向的分力和绳的拉力平衡,回复力等于合外力。
故选B。
知识点二单摆周期公式的理解
单摆周期公式的理解
1.公式成立的条件:摆角小于100。
2.单摆的周期在振幅较小的条件下,与单摆的振幅以及摆球的质量无关。
3.l—等效摆长:摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离,而不一定为摆线的长。
4.g一等效重力加速度:与单摆所处物理环境有关。
①在不同星球表面,悬点静止或匀速运动时,g为当地重力加速度。
②单摆处于超重或失重状态下的等效重力加速度分别为g=go士a。
如在轨道上运动的卫星a=go,完全失重,等效g=0。
③若有其它作用力且该作用力对单摆的回复力没有影响,g为当地重力加速度。若该作用力为恒力,等效g的取值为单摆不摆动时,摆线的拉力F与摆球质童的比值,即等效g=F/m。
【应用2】在下图中,几个相同的单摆在不同的条件下,关于它们的周期的关系判断正确的是()
A.T1>T2>T3>T4B.T1<T2=T3<T4
C.T1>T2=T3>T4D.T1<T2<T3<T4
导示:对于(1)图所示的条件下时,重力平行斜面的分量(mgsinθ)沿切向的分量提供回复力,回复力相对竖直放置的单摆的回复力减小,加速运动的加速度减小,即周期T变大,所以图(1)中的单摆的周期大于竖直放置单摆的周期。
对于(2)图所示的条件,带正电的摆球在振动过程中要受到天花板上带正电小球排斥,但两球间的斥力与运动的方向总是垂直的,不影响回复力,故单摆的周期不变,与(3)图所示的单摆周期相同。
对于(4)图所示的条件,单摆在升降机内,与升降机一起做加速上升的运动,摆球沿摆动方向分力也增大,也就是回复力增大,加速度增大,摆球回到相对平衡的位置时间变短,故周期T变小。
答案:C
知识点三受迫振动与共振
1.物体从外界取得一定的能量,开始振动以后,不再受外界作用仅在回复力作用下保持振幅恒定的振动叫自由振动.自由振动的频率完全取决于系统本身的性质,这个频率又叫固有频率.
2.受迫振动是指在周期性驱动力作用下的振动,其振动频率等于驱动力的频率,与固有频率无关.
3.共振的条件与特点
(1)条件:驱动频率等于物体的固有频率.
(2)特点:振幅最大,且驱动力频率与固有频率差别越大,振幅越小.
【应用3】(2006全国理综)一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子,如图所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时,曲杆给弹簧振子一驱动力,使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期,改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动,给砝码一向下的初速度,砝码便做简谐运动,振动图线如图甲所示。当把手以某一速度匀速转动,受迫振动达到稳定时,砝码的振动图线如图乙所示。若用T0表示弹簧振子的固有周期,T表示驱动力的周期,Y表示受迫振动达到稳定后祛码振动的振幅,则()
A.由图线可知T0=4s
B.由图线可知T0=8s
C.当T在4s附近时,Y显著增大;当T比4s小得多或大得多时,Y很小
D.当T在8s附近时,Y显著增大;当T比8s小得多或大得时,Y很小
导示:由图甲知振动的固有周期To=4s,图乙是振子在驱动力作用下的振动图线,其振动的周期等于驱动力的周期即T=8s。当受迫振动的周期与驱动力的周期相同时振幅最大;当周期差别越大,其振幅越小。
答案:AC
类型一单摆周期公式的应用-变摆长问题
【例1】已知单摆摆长为L,悬点正下方3L/4处有一个光滑的钉子。让摆球做小角度摆动,其周期将是多大?
导示:该摆在通过悬点的竖直线两边的运动都可以看作简谐运动,周期分别为和,因此该摆的周期为:
类型二单摆周期公式与运动学的应用
【例2】如图示,一个光滑的圆弧形槽半径为R,圆弧所对的圆心角小于50,AD长为s,今有一沿AD方向以初速度v从A点开始运动,要使小球m1可以与固定在D点的小球m2相碰撞,那么小球m1的速度应满足什么条件?
导示:小球m1的运动由两个运动合成:沿AD方向的匀速运动和沿圆弧形槽的振动。
匀速运动的时间t1=s/v
沿圆弧形槽振动的时间t2=n×
相碰撞的条件为t1=t2
所以v=(n=1、2、3……)
这类问题要注意分运动与合运动的同时性,处理问题时抓住两个分运动的时间相等解题。
类型三时钟问题
【例3】一物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球表面所受万有引力的1/4,在地球上走时准确的机械摆钟移到此行星表面上后,摆钟的分针走一圈所用的时间为地球时间()
A、1/4hB、1/2hC、2hD、4h
导示:==
∴
∴t’=2h
故选C。
机械摆钟是利用利用机械传动装置使摆锤带动指针运动,因此表盘指针运动的周期与摆锤振动周期成正比。
1.物体做阻尼运动时,它的()
A、周期越来越小B、位移越来越小
C、振幅越来越小D、机械能越来越小
2.下列情况下,哪些会使单摆周期变大?()
A.用一装砂的轻质漏斗做成单摆,在摆动过程中,砂从漏斗中慢慢漏出?
B.将摆的振幅增大?
C.将摆放在竖直向下的电场中,且让摆球带负电?
D.将摆从北极移到赤道上?
3.一单摆在地球上作简谐运动时,每min钟振动N次,现把它放在月球上,则该单摆在月球上作简谐运动时,每min振动的次数为(设地球半径为R1质量为M1,月球半径为R,质量为M2):()
A、B、
C、D、
4.有一天体半径为地球半径的2倍,平均密度与地球相同,在地球表面走时准确的摆钟移到该天体的表面,秒针走一圈的实际时间为:()
A.B.minC.D.2min
5.(2007年上海卷)在接近收费口的道路上安装了若干条突起于路面且与行驶方向垂直的减速带,减速带间距为10m,当车辆经过着速带时会产生振动。若某汽车的因有频率为1.25Hz,则当该车以_________m/s的速度行驶在此减速区时颠簸得最厉害,我们把这种现象称为。
6.一单摆在山脚下时,在一定时间内振动了N次,将此单摆移至山顶上时,在相同时间内振动了(N-1)次,则此山高度约为地球半径的多少倍??
参考答案1.CD2.ACD3.A4.B5.12.5共振6.
文章来源:http://m.jab88.com/j/45930.html
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