一、教材分析
1.教材的地位和作用
这一章讲述动量的概念,并结合牛顿定律推导出《动量定理》和《动量守恒定律》。《动量定理》体现了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》的延续,同时又为第三节《动量守恒定律》奠定了基础,在本章起有承前启后的作用。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,在实际问题中的正确应用
4.教学目标
● 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)通过动量定理规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验、物理模型和传感器在物理学发展过程中的作用。
(2)通过学习用动量定理处理实际问题的过程,提高质疑、信息搜集和处理能力,分析、解决问题的能力和交流、合作的能力。
● 情感态度与价值观
(1)有将物理知识应用于生活和生产实践的意识,勇于探索与日常生活有关的物理问题。
(2)了解并体会物理学对社会发展的贡献,关注并思考与物理学相关的热点问题,有可持续发展的意识,能在力所能及的范围内,为社会的可持续发展做出贡献。
(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、学生情况分析
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。
补充录像资料以及瓦碎蛋全的演示实验、模拟建筑工人安全带的演示实验
录像:排球击球动作要快、铸铁打磨时速度要快;篮球接球手臂后缩、跳高运动员落地垫厚垫子、体操运动员落地都要屈膝,
图片:"勇气号"探测器成功登陆火星过程的一组图片,易碎品运输过程。
三、教学方法
应用实验导入法、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
本节课分为四个环节,演示实验创设问题情景;建立模型共同探究;定性和定量应用动量定理。
第一环节:创设情景
为了保证建筑工人高空作业时人身安全,我们选用什么样的安全带比较好。结实的钢绳还是结实的弹性绳?
演示实验:模拟建筑工人从高空坠落分别系弹性绳和无弹性绳的对比演示实验(要挑选软度合适的橡皮泥做实验)
(两次物体都从同一高度自由下落,两次绳长相同)
实验现象:用弹性绳的那次橡皮泥完好无损,另一次橡皮泥被铁丝切成两半,断面非常整齐,
学生尝试解释现象。 第二环节:建立模型推导动量定理
此时,学生有了对力、时间、动量、冲量的初步感性认识,需要在老师的帮助下提高到理性认识。
引导学生建立模型,物体的运动分两个阶段,第一阶段物体自由下落同样的高度,获得同样的动量,第二阶段,经过一定的时间动量减为零
讨论第二阶段过程中,力的冲量和物体动量变化之间的关系
结论:动量变化相同时,时间长,力小
推广,生活中还有很多这样的例子:杯子落到水泥地上碎,落到地毯上就不碎;从高处落地都要屈膝;跳远前要松沙坑……
这些说明动量和冲量之间一定是有联系的,你能找出它们之间的关系么?
设一个物体以速度v1在光滑水平地面上运动,在同方向水平恒力F作用下,经过时间t,速度变为v2,由牛顿第二定律可得:Ft=mv2-mv1.
变力作用下动量定理还成立吗?
利用传感力和速度传感器当场测数据,
让小车在光滑水平轨道上向固定的力传感器运动,测出小车撞击传感过程中小车受到外力-时间图像,速度传感器测出次过程中的速度-时间图像。
分析数据发现:碰撞过程中外力的总冲量与碰撞前后动量的变化几乎一样。
所以,变力作用下,动量定理也成立。
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。 我们经常用鸡蛋碰石头来形容自不量力,你有没有办法让鸡蛋不碎吗?
演示实验:瓦碎蛋全(也可以放录像)
让学生列举生活中的例子说明,动量变化相同时,时间短,力大;时间长,力小。
如:图片(图5)中的现象
铁锤钉钉子,冲床冲压钢板
第四环节:定量应用
例:一高空作业的工人体重600N,系一条长为L=5m的安全带,若工人不慎跌跌落时安全带的缓冲时间t=1s,则安全带的受的冲力是多大?(g取10m/s2)
【分析与解答】依题意作图,如图所示,人跌落时为自由下落,设刚要拉紧安全带时的速度为v1,则v12=2gL,即v1=
经缓冲时间t=1s后速度变为0,取向下为正方向,对人由动量定理知,人受两个力作用,即拉力厂和重力mg,所以 (mg-F)t=0- mv1,
将数值代人得:F=(600 600)N=1200N
所以,人给安全带的冲力F ′为1200N,方向竖直向下。
今天说课的题目是普通高中课程标准试验教科书《物理》必修二第七章机械能守恒定律,第七节动能和动能定理的内容,此内容为本节的第1课时。
下面中公资深讲师张艳梅将从教材内容、教法、学法、教学程序四个方面来谈谈我的教学思路。
一、说教材:
本课时内容主要包括动能和动能定理等两部分,属于掌握的范围,是在学习了“探究功与速度的关系”的基础上的知识。学生在初中已经学习过动能的概念,可结合初中学习经验来帮助学生理解动能及动能定理的涵义。动能定理贯穿于这一章教材,是这一章的重点。课本在讲述动能和动能定理时,没有把二者分开讲述,而是以功能关系为线索,同时引人了动能的定义式和动能定理,这样叙述,思路简明,能充分体现功能关系这一线索,
1、知识与技能
(1)理解动能概念,能进行相关计算;
(2)理解动能定理的物理意义,能进行相关分析与计算;
2、过程与方法
(1)掌握恒力作用下动能定理的推导;
(2)通过小组讨论,体会利用动能定理解决实际问题的优越性。
3、情感、态度与价值观
通过本节学习,学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系,反映了自然界的真实美。
教学重难点
教学重点:对动能公式和动能定理的理解与应用
教学难点:动能定理的理解和应用
根据以上教学目标将详讲动能和动能定理,以突出重点和突破难点。
二、说教法:
动能定理是本章的重点之一,也是整个力学的重点之一,对学生以后的学习有着举足轻重的地位,学生对动能定理的适用条件的清楚认识,知道不论外力是否为恒力,也不论物体是否做直线运动,动能定理都成立,是本节教学过程中的难点之一,要突破学生思维上的这一难点,设计实验是关键。
分析例题之后,让学生做一道题,大家使用的方法不同,通过比较,学生体会到应用动能定理解题比较方便、灵活。
三、说学法:
学生在学习这一节时,对动能公式比较容易掌握,但是要真正意义上理解动能定理,还是有一定难度的。要真正地理解动能定理,必须要循序渐进,遵循教学中直接经验与间接经验相结合的规律,从生活中众多实例出发,通过分析、感受真正体验动能定理的内涵,此外,可以通过实验设计、动手操作等环节,让每一位同学都积极参与课堂教学,真正做到有意义学习。
四、教学过程:
1、复习回顾,导入新课
2、讲授新课
3、课堂小结:
4、巩固练习:教材例题
5、作业设置:课后习题。
板书设计
第七节 动能和动能定理
一、动能
1、定义:物体由于运动而具有的能,叫动能
2、公式:
3、动能是标量,是状态量
4、单位:焦耳(J)
二、动能定理
1、定义
2、表达式:
3、解题步骤:
(1)确定研究对象及其运动过程
(2)受力分析,并确定各个力所做的功
(3)明确初、末状态的动能
(4)列方程求解,对结果进行必要的讨论说明