俗话说,凡事预则立,不预则废。高中教师要准备好教案,这是每个高中教师都不可缺少的。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。高中教案的内容具体要怎样写呢?急您所急,小编为朋友们了收集和编辑了“高三物理动量定理教案22”,希望能对您有所帮助,请收藏。
第一章动量守恒研究
新课标要求
(1)探究物体弹性碰撞的一些特点,知道弹性碰撞和非弹性碰撞;
(2)通过实验,理解动量和动量守恒定律,能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题,知道动量守恒定律的普遍意义;
(3)通过物理学中的守恒定律,体会自然界的和谐与统一。
第一节动量定理
三维教学目标
1、知识与技能:知道动量定理的适用条件和适用范围;
2、过程与方法:在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量;
3、情感、态度与价值观:培养逻辑思维能力,会应用动量定理分析计算有关问题。
教学重点:动量、冲量的概念和动量定理。
教学难点:动量的变化。
教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备。
1、动量及其变化
(1)动量的定义:
物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。记为p=mv单位:kgm/s读作“千克米每秒”。
理解要点:
①状态量:动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性。
大家知道,速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物质的运动,没有了物质便没有运动.显然地,动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念。
②矢量性:动量的方向与速度方向一致。
综上所述:我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向,动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。
(2)动量的变化量:
1、定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′,则称:△p=p′-p为物体在该过程中的动量变化。
2、指出:动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。一维情况下:Δp=mΔυ=mυ2-mΔυ1矢量差
例1:一个质量是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,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?
2、动量定理
(1)内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化
(2)公式:Ft=m-mv=-
让学生来分析此公式中各量的意义:
其中F是物体所受合外力,mv是初动量,m是末动量,t是物体从初动量变化到末动量所需时间,也是合外力F作用的时间。
(3)单位:F的单位是N,t的单位是s,p和的单位是kgm/s(kgms-1)。
(4)动量定理不仅适用恒力作用,也适用变力作用的情况(此时的力应为平均作用力)
(5)动量定理不仅适用于宏观低速物体,对微观现象和高速运动仍然适用.
前面我们通过理论推导得到了动量定理的数学表达式,下面对动量定理作进一步的理解。
(6)动量定理中的方向性
例2:质量为m的小球在光滑水平面上以速度大小v向右运动与墙壁发生碰撞后以大小v/2反向弹回,与墙壁相互作用时间为t,求小球对墙壁的平均作用力。
小结:公式Ft=m-mv是矢量式,计算时应先确定正方向。合外力的冲量的方向与物体动量变化的方向相同。合外力冲量的方向可以跟初动量方向相同,也可以相反。
例3:质量为0.40kg的小球从高3.20m处自由下落,碰到地面后竖直向上弹起到1.80m高处,碰撞时间为0.040s,g取10m/s2,求碰撞过程中地面对球的平均冲力。
小结:式中的F必须是合外力,因此解题时一定要对研究对象进行受力分析,避免少力的情况。同时培养学生养成分析多过程物理问题的一般方法,分阶段法。
学生练习:有一个物体质量为1kg,以10m/s的初速度水平抛出,问经过2S时物体的动量的变化量为多大?此时物体还没落地。
小结:利用动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题,还可以解决曲线运动中的有关问题,将较难计算的问题转化为较易计算的问题,
总结:
1、应用动量定理解题的基本步骤
2、应用动量定理解答时要注意几个问题,一是矢量性,二是F表示合外力。同时动量定理既适用恒力,也适用于变力;既适用直线运动,也适用于曲线运动,
3、动量定理的应用
演示实验:鸡蛋落地
【演示】先让一个鸡蛋从一米多高的地方下落到细沙堆中,让学生推测一下鸡蛋的“命运”,然后做这个实验,结果发现并没有象学生想象的那样严重:发现鸡蛋不会被打破;然后让鸡蛋从一米多高的地方下落到讲台上,让学生推测一下鸡蛋的“命运”,然后做这个实验,结果鸡蛋被打破。请学生分析鸡蛋的运动过程并说明鸡蛋打破的原因。
鸡蛋从某一高度下落,分别与硬板和细沙堆接触前的速度是相同的,也即初动量相同,碰撞后速度均变为零,即末动量均为零,因而在相互作用过程中鸡蛋的动量变化量相同。而两种情况下的相互作用时间不同,与硬板碰时作用时间短,与细沙堆相碰时作用时间较长,由Ft=△p知,鸡蛋与硬板相碰时作用力大,会被打破,与细沙堆相碰时作用力较小,因而不会被打破。
在实际应用中,有的需要作用时间短,得到很大的作用力而被人们所利用,有的需要延长作用时间(即缓冲)减少力的作用。请同学们再举些有关实际应用的例子。加强对周围事物的观察能力,勤于思考,一定会有收获。
在实际应用中,有的需要作用时间短,得到很大的作用力,而被人们所利用;有的要延长作用时间而减少力的作用,请同学们再举出一些有关实际应用的例子,并进行分析。(用铁锤钉钉子、跳远时要落入沙坑中等现象)。
(加强对周围事物的观察,勤于思考,一定会有收获。)
用动量定理解释现象可分为下列三种情况:
(l)△p一定,t短则F大,t长则F小;
(2)F一定,t短则△p小,t长则△p大;
(3)t一定,F大则△p大,F小则△p小。
俗话说,凡事预则立,不预则废。作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐,使教师有一个简单易懂的教学思路。您知道教案应该要怎么下笔吗?下面是小编为大家整理的“《动量和动量定理》学案”,仅供参考,欢迎大家阅读。
《动量和动量定理》学案
【学习目标】
1.了解物理学中动量概念的建立过程。
2.理解动量和动量的变化及其矢量性,会正确计算做一维运动的物体的动量变化。
3.理解冲量概念,理解动量定理及其表达式。
4.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。
【学习重点】理解动量定理
【学习难点】1.理解动量定理的矢量性
2.利用动量定理解释实际问题
【知识链接】上节课的探究使我们看到,不论哪一种形式的碰撞,碰撞前后的矢量和保持不变,因此很可能具有特别的物理意义。
【导学流程】
一.动量
讨论:讨论下列问题,并说明理由
1.动量是矢量还是标量?
2.动量是过程量还是状态量?
3.动量与参考系的选择有没有关系?
练习1关于物体的动量,下列说法中正确的是()
A.动量越大的物体,其惯性一定越大
B.动量越大的物体,其速度一定越大
C.物体的加速度不变,其动量一定也不变
D.运动物体在任一时刻的动量方向,一定与该时刻物体的速度方向相同
二、动量的变化量
1.知识回顾:速度变化量是某一运动过程的末速与初速的矢量差
2.类比“速度变化量”的定义给“动量变化量”下一个定义:
3.表达式△p=
4.讨论:△p是矢量还是标量?方向如何?
提示:
20xx年06月05日速度变化的运算(在图中作出△v)
20xx年06月05日20xx年06月05日
20xx年06月05日
20xx年06月05日
类比:动量变化的运算(在图中作出△p)
20xx年06月05日
20xx年06月05日20xx年06月05日
20xx年06月05日
动量的变化量等于末状态动量减去初状态的动量,一维情况下,提前规定正方向,p的方向与△v的方向.
20xx年06月05日
例1、一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动(如图),碰撞前后钢球的动量各是多少?碰撞前后钢球的动量变化了多少?
三、冲量、动量定理
推导:用动量概念表示牛顿第二定律
20xx年06月05日设一个物体质量为m,在恒力F作用下,在时刻t物体的速度为v,经过一段时间,在时刻t’物体的速度为v’,尝试由F=ma和运动学知识推导出力和动量变化的关系?
最终你得到的表达式为:F=_________。
物理意义:物体所受的力等于物体动量的_________。
1.冲量定义:
讨论:讨论下列问题,并说明理由
1.冲量是矢量还是标量?
2.冲量是过程量还是状态量?
3.冲量与参考系的选择有没有关系?
思考:用力去推一个物体,一段时间后仍没能推动。这个力的冲量为零吗?为什么?
2.动量定理:物体在一个过程始末的____________等于它在这个过程中所受力的______。
公式:_________或___________
讨论:
动量定理中的Ft指的是合外力的冲量还是物体所受某一个力的冲量?
四、动量定理的应用:
练习2:一个质量m=10kg的物体,以v=10m/s的速度做直线运动,受到一个反向作用力F,经过4s,速度变为反向2m/s。这个力多大?
HWOCRTEMP_ROC10练习3.如图所示,固定的光滑斜面倾角为θ.质量为m的物体由静止开始从斜面顶端滑到底端,所用时间为t.在这一过程中正确的是()
A.所受支持力的冲量为OB.合力的冲量大小为mgtcosθ
C.所受重力的冲量大小为mgtD.动量的变化量大小为mgtsinθ
交流讨论:运用动量定理解题的步骤:
五、用动量定理解释现象
1.为什么鸡蛋落在垫子没有碎
2.体操运动员在落地时总要屈腿,这是为什么?
3.轿车前面的发动机舱是不是越坚固越好?
河北省石家庄市第42中学陈敬欣
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2004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)的作用是什么?
(2)安全气囊(图4)的作用是什么?
(3)采取这些措施最终的目的是什么?
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=mvt-mv0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,引导同学们回忆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):物体动量变化量是什么方向?
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是什么方向?
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,激发他们的爱国热情,树立正确的科学观,培养他们振兴中华,将科学服务于人类的使命感和责任感。
至此,这一节课的学习基本结束,老师根据板书小结本节课的重点-动量定理的内容,留作业:
1.P123.3,4。
2.科技小论文:围绕2003年4月7日世界卫生日的主题“道路安全”观察在汽车和摩托车等交通工具中,都有什么样的安全措施,应用你学习的知识,尤其是动量定理加以分析。实现从物理到生活,从理论到实践。
文章来源:http://m.jab88.com/j/68909.html
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