一、設計思想
本節課以中學生為主體動量定理實驗結論,運用“引導探究”模式進行教學。在課堂上鼓勵中學生主動參與、主動探究、主動思索、主動實踐,在班主任合理、有效的引導下進列寬效率學習,以充分彰顯探究的過程和實現對中學生探究能力培養的過程。因此本人在下邊的三方面進行了嘗試。
1.變演示實驗為實驗設計,培養中學生的創新能力。
課堂演示實驗通常以班主任為主體,中學生僅僅是旁觀者,沒有直接參與,不利于其創新能力的培養。教材上“雞蛋落地不破”為課堂演示實驗,本人在教學上將其改為探求性實驗,讓中學生在課前設計各類不同的方式舉辦“雞蛋落地不破,看誰舉得高”設計大賽,在課堂上演示。讓中學生充分地動腦、動手、動口,發揮中學生的主體作用,因而有利于中學生創造性思維的迸發。
2.設計探求性實驗,培養中學生探求知識、發現問題的能力。
傳統的教學設計中在講完“動量定律”時,讓中學生動手做這樣一個小實驗,如:課本上提及的“緩沖裝置的模擬”,以加深對動量定律的理解。本人在教學過程的一開始就讓朋友三人一組做實驗:“在桌子邊上放一張紙,再在紙上放一塊橡皮(或鉛筆套),請朋友做一個實驗,把紙從橡皮(或鉛筆套)下拉出,但不能把橡皮(或鉛筆套)拉落下。邊做邊思索,如何做能夠完成這個實驗,談一談自己的體味?!蓖ㄟ^實踐,充分體驗紙對橡皮(或鉛筆套)磨擦力的作用時間對其運動狀態改變的影響。
3.從中學生的生活實際出發,體會和體驗動量定律在生活實際中的應用。充分彰顯新課程標準中提出的“從生活邁向數學,從數學邁向社會”的要求。
二、課前打算
課前布置思索題:一個質量為60g的豬肉,從3m高處落到水泥地面上,要求著地后完整無損。請你設計一種可行的方案,并能演示。其理論根據是哪些?能夠按照你所學過的知識加以論證呢?
三、教學目標
(1)基礎知識:
理解動量定律的準確涵義和表達式,曉得動量定律適用于變力;
會用動量定律解釋現象和處理有關的問題。
(2)思想教育:學會用辨證的觀點剖析問題。
(3)能力培養:用理論剖析實際問題。
四、重點與難點
用動量定律解釋有關現象,動量、沖量的方向問題,是使用動量定律的難點。
五、教具
豬肉,沙,橡膠錘,斧頭,細線,橡皮筋,小鐵塊,鐵架臺,寬約2cm,長約20cm的字條,橡皮一塊和投影片等。
六、教學過程設計
(一)創設問題情景,引入新課題。
以10m/s的速率運動的球,能不能用頭去頂?(籃球,才能去頂;標槍,則不能。)
質量為20g的小物體運動過來,能不能用手去接?
(速率小,能夠去接。速率大,如炮彈,就不能。)
動量決定于物體質量m與速率v的乘積。
板書:P=mv
有人說動量大的不能接,動量小的能接。還有人說假如是質量不太大,速率又不太快的物體就敢接了。這么假如是50g的豬肉以5m/s的進度向你飛來,你敢接嗎?
(頭接豬肉時要使勁,斥力大時,頭對豬肉有作用沖量作用,豬肉會破的。)
板書:I=Ft
對于這個問題可以通過我們明天的學習,討論沖量與動量的關系,進一步探求其答案。
(二)做學校探究化學規律。
師:請朋友先思索這樣一個問題:
【投影片1】
一個質量為60g的豬肉,從3m高處落到水泥地面上,要求著地后完整無損。請你設計一種可行的方案。理論根據是哪些?能夠按照你所學過的知識加以論證呢?
中學生討論并提出多種方案:①在地上放一層海棉;②用海棉把豬肉包住;③做一個降落傘帶著豬肉往下放;④在地上放一盆水(或沙)。
師:我們請提出方案四的朋友上講臺把實驗做給朋友們看一看。
(中學生上講臺站在凳上做這個實驗)
【演示實驗】讓豬肉從高3m處自由下落到沙地上。
師:能不能講一講你這樣做的理由?
生:降低地面對豬肉的斥力。
師:能不能從理論上加以論證呢?
由中學生自己推論,老師總結。
板書:設一個質量為m的物體,初速率為v,在恒力F作用下在時間t內速率變化到v''''。
因為物體作勻加速運動,則有a=(v''''-v)/t
再依據牛頓第二定理,有F=ma,可得
Ft=mat=mv''''-mv
F=(mv''''-mv)/t
由上式可知在從相同高度落下的情況下,(mv''''-mv)是一個定值,要使F降低,只有降低力的作用時間。所以上述方案中都是為了降低作用時間t。
師:你們回過來討論表達式Ft=mv''''-mv。
多項式右側是物體遭到所推外力合力的沖量,用I表示。
mv''''和mv是沖量作用前、作用后的動量。分別用P和P''''表示。
P''''-P是物體動量的改變,又叫動量的增量。
方程的數學意義是:物體動量的改變動量定理實驗結論,等于物體所受外力沖量的總和。這就是動量定律。用公式表示:
板書:I=P''''-P
即物體所受合外力的沖量等于物體動量的變化,這個推論稱作動量定律。
Ft=P''''-P或Ft=mv''''-mv
說明:
(1)上述公式是一矢量式,其運算遵守平行四邊形定則。若各量的方向在同仍然線上,則應首先規定正方向,將矢量運算簡化為代數運算。
(2)在動量定律的上述推論中,我們是依據牛頓第二定理F=ma和運動學公式vt=v0+at,即在設定力是恒定情況下推論下來的。實際上,物體所受的力一般不是恒定的。諸如在兵乓球與拍碰撞過程中,用球棒嚴打棒球,用斧頭釘鐵釘等,兵乓球、壘球和鐵釘所受的力就不是恒定的。但可以證明,動量定律不但適用于恒力,也適用于隨時間而變化的變力。對于變力的情況,動量定律中的F應理解為變力在作用時間內的平均值。
【投影片2】
例:一個質量為0.18kg的棒球,以2m/s的水平速率駛向球棒,被球棒嚴打后,反向水平飛回,速率的大小為45m/s,設球棒與棒球的作用時間為0.01s。球棒對棒球的平均斥力有多大?
【投影片3】
應用步驟:
①先選取正方向。
②對物體(通常為單個物體)進行過程剖析和受力剖析,弄清各力在各過程中的沖量,求出合沖量,且注意各量的正負。
③對物體進行狀態剖析,寫出初、末狀態的動量,并求出研究過程中的動量的變化量。
④應用動量定律列式求解。
師:學習了動量定律后,對前面朋友的實驗方案能夠理解,并希望能自覺地運用。下邊請每一個朋友自己親自來體會一下動量定律的應用。
【投影片4】
【小實驗】在桌子邊上放一張紙,再在紙上放一塊橡皮,請朋友做一個實驗,把紙從橡皮下抽出,但不能把橡皮拉落下。邊做邊思索,如何做就能完成這個實驗,談一談自己的體會。
(請一個實驗失敗的朋友講做不成功的體會,再請一個實驗成功的朋友到講臺上做給全班朋友看。)
(三)學中做闡明生活現象。
師:請朋友們舉例動量定律在實際生活中的應用:
比如:①跳遠時跳落在沙坑里;
②在搬運易碎物品時,在袋子里放一些碎紙、泡沫等;
③輪船碼頭上裝有橡皮車胎;
④打網球運球時有緩沖動作;
⑤蹦極;
⑥雜技節目:腹部碎大石;
⑦釘鐵釘用斧頭,而不用橡皮錘;
師:懂得動量定律的原理在生活中也應當注意其有害性。
(四)課堂,總結。
(略)
(五)布置作業。
返回小學二年級數學學案列表關于小學二年級的更多文章
探討“運動量”教學的深入
探究“水快船”發射的高度
研究聲波的干涉
“多普勒效應”探究性
“機械波的形成”自主體驗課
電勢差電勢
例談對閱讀材料的探究性