《動量定律》教學設計
教學內容:小學數學《動量定律》
教學目標:知識與技能
能從牛頓運動定理和運動學公式推導入動量定律的表達式。
理解動量定律的準確涵義,曉得動量定律適用于變力。
會用動量定律解釋有關現象和處理有關的問題。
過程與技巧
通過演示實驗,引入課題,迸發中學生的學習興趣。
通過對動量定律的探究過程,嘗試用科學探究的方式研究化學問題,通過對例題的剖析和講解,得到動量定律解題的方式和步驟。
才能應用動量定律處理一些與生產和生活相關的實際問題,培養中學生理論聯系實際的能力,在剖析、解決問題的過程中培養交流、合作能力。
情感心態與價值觀
有參與科技活動的熱情,有從生活邁向化學,從數學邁向社會的意識。
關心國外、國外科技發展現況與趨勢,有振興中華的使命感與責任感,有將科學服務于人類的意識。
教學重點、難點:
重點
動量定律的推論以及借助動量定律解釋有關現象
難點
怎樣正確理解合外力的沖量等于物體動量的變化;怎樣正確應用動量定律剖析嚴打和碰撞這類短時間作用的熱學問題。
教學過程:
一、提出問題,導出新課
【問題一】⑴演示:在地板上放一塊水面墊,盡可能把豬肉舉的高高的,之后放開手動量定理視頻導入,讓豬肉落到水面墊上。
①首先讓中學生推測可能出現的現象。
②實際操作:觀察到豬肉并沒有被打破。
⑵引入:豬肉從一米多高的地方落到水面墊上,豬肉卻沒有打破,為何呢?本節課我們就來學習這方面的知識。
【問題二】我們在上節課曉得,我們可以通過一個新的數學量來研究運動物體對外界的作用療效:p=mv.
某時刻物體有一個速率,對應有一個動量。假如說物體速率發生了變化,這么動量也會發生變化:=p`-p=mv`-mv
這么我們是不是要問了:一個運動的物體,它的動量為何會變化呢?這個變化有哪些規律呢?這就是我們明天這節課要研究的問題。
【問題三】汽車制動(坐公汽車,我們就有這樣的感受)在停出來的過程中動量變化()相同,漸漸滑行停下――阻力小,作用時間長;急煞車――阻力大動量定理視頻導入,作用時間短。
它們之間到底有哪些定量關系呢?
二、引導中學生推論動量定律,并理解其特征
〖問題〗一個質量為m的物體,初速率為v,在合力F的作用下,經過一段時間t,速率變為V`,求:①物體的初動量P和末動量P`分別為多少?②物體的加速度a=?
〖推導〗由牛頓第二定理得:F合=ma=m=
即:F合t=mv`-mv=p`-p
〖討論〗在這個表達式中,各個數學量分別是哪些?
〖結論〗物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化,這個推論稱作動量定律。
〖理解〗①公式中F合是指包括重力在內的所有外力的合力,它可以是恒力,也可以是變力,當合外力為變力時,F合應為變力在作用時間內的平均值
②此公式是一個矢量式,運用時要取正方向。
三、應用動量定律解釋生活中的現象(師生共同歸納,中學生舉例)
第一類:在動量變化一定的情況下,假如須要減小斥力,必須減短作用時間,常見的情形是“硬碰硬”。
比如:用斧頭釘鐵釘、沖床沖擊厚板、雞蛋碰石頭等。
第二類:在動量變化一定的情況下,假如須要減少斥力,必須延長作用時間,常見的情形是“緩沖”。
比如:舉重運動員落地時的四肢彎曲、汽車坐椅上的安全帶、蹦極的橡皮繩、雞蛋落在水面墊上。
第三類:在合外力一定時,力的作用時間越長,物體的運動狀態改變越顯著,力的作用時間越短,物體的運動狀態改變越不顯著。
比如:以快慢兩種不同的速率抽置于椅子邊沿鐵塊下的字條,鐵塊落地點距椅子邊沿的水平距離不同(快時近,慢時遠)。
四、通過例題讓中學生歸納借助動量定律解題的步驟
中學生閱讀例題,歸納借助動量定律解題的步驟:
確定研究對象和運動過程。
對物體進行受力剖析和運動狀態剖析,找出物體所受的合外力和初速率。
選取正方向,表示出合外力的沖量和初末動量值。
列式估算。
五、鞏固練習
中學生列出生活中可以借助動量定律解釋的現象。
中學生列式估算(先剖析解題思路再做題)
質量是60㎏的建筑工人不慎從高處跌下,因為系有背部的彈性繩安全帶的保護,他被懸掛上去。已知彈性安全帶伸長相對很小,安全帶長5m,安全帶的緩沖時間為1.2S,求安全帶所受的平均沖擊力是多大?(g=10m/s2)
六、小結:通過本節課的學習,我們理解了動量定律內容特征,并會借助其解釋一些生活現象,也可以借助其求解一些嚴打和碰撞類熱學問題問題,進一步感受到動量定律與我們的生活密切相關。
七、作業:課后第3、4題
八、板書設計: