第四屆東芝杯全國師范生教學技能大賽物理三等獎----動量定理教案

第四屆東芝杯中國師范大學理科師范生教學技能創(chuàng)新大賽東芝杯中國師范大學理科師范生教學技能創(chuàng)新大賽參 賽 教 案2011年10月武漢- 6 -動量定理教案【教材版本】本課題選自人民教育出版社2010年版普通高中課程標準實驗教科書物理選修3-5的第六章動量守恒定律第二節(jié)動量和動量定理?！窘虒W目標】1知識與技能（1）理解動量定理內(nèi)容和公式，知道動量定理適用于變力；（2）能應(yīng)用牛頓運動定律和運動學公式推導(dǎo)動量定理；（3）能用動量定理解決實際問題。2過程與方法（1）在動量定理的推導(dǎo)和應(yīng)用中，體會物理學的演繹推理方法；（2）通過對變力作用下動量改變的研究，感受物理學的實驗研究方法。3情感、態(tài)度與價值觀（1）在觀察分析生活實例中感受知識的價值,培養(yǎng)熱愛科學、樂于探究的興趣；（2）在探究實驗的過程中培養(yǎng)學生觀察分析能力【教學重點】動量定理的推導(dǎo)與實驗探究動量定理解釋生活中的現(xiàn)象【教學難點】變力沖量的研究【教學資源】DIS實驗系統(tǒng)，鐵錘一個，充氣錘一個；學生學習單、多媒體課件。【教學設(shè)計思想】本節(jié)教學，從比賽分析入手，在引導(dǎo)學生體會“緩沖”現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，通過問題討論、自主探索、實驗研究、教師指導(dǎo)等教學策略探究沖量與動量變化之間的關(guān)系。通過理論聯(lián)系實際的應(yīng)用和動手實踐活動，深化學生對于規(guī)律的理解，提高其探究學習的興趣，滲透“從生活走向物理，從物理走向社會”的思想。本設(shè)計的基本思路是：從釘釘子比賽中感知緩沖的作用，到理論推導(dǎo)出沖量與動量變化量的關(guān)系，產(chǎn)生定性認識到DIS實驗定量研究，然后從圖像分析得出變力沖量與動量變化量的關(guān)系，最終得到動量定理，以此來突出教學重點，突破教學難點?！窘虒W流程】1. 教學流程圖實驗探究情境分析情境引入釘釘子比賽恒力作用力與時間關(guān)系實驗探究定性認識：Ft=mV定量認識：Ft=mV變力作用實際應(yīng)用動量定理：I=P解釋現(xiàn)象2教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖一、新課引入比賽釘釘子：男生使用橡皮錘、女生使用鐵錘l 請男生談?wù)勈≡騦 為什么錘子軟就釘不進去？1.找出橡皮錘比較軟。2.思考原因比賽激趣，引入課題。二、探究活動（一）觀察分析、提出問題情境分析l 錘子軟，在釘釘子的過程中，發(fā)生彈性形變，延緩了作用過程。l 釘不進去說明釘子受到較小的力l 釘釘子時，錘子的運動狀態(tài)發(fā)生改變。在運動狀態(tài)改變的過程中，作用力的大小與作用時間的延緩有沒有什么定量關(guān)系呢？1.分析釘釘子過程；2.思考作用力與作用時間的關(guān)系1.體驗邏輯思維過程；2.過渡到研究力的大小與作用時間之間的關(guān)系。（二）建立模型定性分析恒力作用：放在水平地面上的木塊m，在合力F的作用下運動。在時間t內(nèi)，速度由v1變?yōu)関2。FV2V1Fl 木塊在時間t內(nèi)，加速度大??？（用運動學公式表示）l 木塊所受合力大??？（用牛頓第二定律表示）得到：Ft=mv2-mv1結(jié)論：恒力的沖量等于這段時間內(nèi)物體動量的變化量。1.計算加速度、力的大??；2.描述所得規(guī)律1.鍛煉學生語言組織與表達能力； 2.加深學生對公式的理解（三）DIS實驗探究1.求速度2.求變力沖量 變力作用：比如：小車在水平導(dǎo)軌上運動。（忽略摩擦力）導(dǎo)軌左側(cè)安裝一根彈簧，如果研究小車向左運動碰撞彈簧到向右運動離開彈簧的過程。l 分析小車受力情況。如何研究變力沖量與動量變化量的關(guān)系。器材：彈簧一根、小車一輛、水平導(dǎo)軌、鐵架臺、DIS實驗系統(tǒng)、位移傳感器、力傳感器（通過天平測出小車質(zhì)量為：0.25kg）。測出位移隨時間的變化曲線。線性擬合得出小車碰撞彈簧前的速度v1，脫離彈簧的速度v2.計算小車的初動量，末動量以及動量的變化量。l 求解變力沖量1.回憶恒力沖量解法2.回憶如何用v-t圖像求位移。對于勻速運動，用速度圖像與時間軸所圍成矩形的面積來表示。但對于非勻速運動，我們將時間軸無限等分，那么對應(yīng)速度圖線與時間軸圍成的面積就是物體的位移。3.方法遷移：通過計算F-T圖像圍成的面積來求解變力沖量。我們直接可以讀出所選的面積S也就是沖量大小。4.比較動量的變化量與沖量的大小。5.得出結(jié)論：當物體所受合力為變力時，合力的沖量等于動量的變化量。1.猜測大小關(guān)系；2.分析小車受力情況；3.記錄數(shù)據(jù)并計算（動量變化量計算不同，可能沒有考慮到速度的矢量性）；4.回憶面積法求位移；5.記錄數(shù)據(jù)；6.比較數(shù)據(jù)1.在數(shù)據(jù)處理的過程中，使學生體驗動量的矢量性；2.復(fù)習面積法求位移，有利于學生對知識的進一步理解掌握；3.學會利用圖線擬合，無限分割等科學研究方法（四）得出定理合力的沖量等于動量的變化量這一規(guī)律具有普適性。在物理學中，我們稱之為動量定理。用等式I=P來描述這一規(guī)律。得出動量定理三、定性分析回歸課前釘釘子的問題。l 比較兩種情況下初、末動量的大小。l 作用時間與作用力的大小有什么關(guān)系？l 受力分析，列出等式。緩沖：通過延長作用時間、增大作用力請學生舉出類似的例子。1.比較初、末動量大小；2.判斷力F與作用時間關(guān)系；3.受力分析。引導(dǎo)學生利用動量定理分析實際問題?！景鍟O(shè)計】6.2 動量定理1. 探究沖量與動量變化量的關(guān)系1) 恒力：Ft=mv2) 變力：2. 動量定理I=P【附錄】 學生活動單探究沖量與動量變化量之間的關(guān)系一、恒力作用1. 公式推導(dǎo)：2. 結(jié)論：物體在受恒力作用時，合力的沖量 動量變化量。二、變力作用1數(shù)據(jù)記錄小車質(zhì)量（Kg）碰前速度v1（m/