文本内容:
《动量定理》教学设计
一、教材分析动量定理揭示了力在一段时间内连续作用的累计效果与动量变化之间的关系,进一步揭示了运动状态变化和相互作用之间的关系是前一节动量的延续,是下一节动量守恒定律的基础,起到一个承前启后的作用教材在恒力的基础上推导出动量定理,但是动量定理也适用于变力的情况应用的范围很广,尤其适用解决作用时间段,作用力大而且随时间变化快的问题例如课本击打棒球的例题相对牛顿运动定律而言适用更方面,范围更宽
二、学情分析学生目前已经具备熟练运用牛顿运动定律来分析和解决问题的能力,掌握了矢量的运算法则,同时初步建立了动量的概念学生认识动量定理对变力和曲线运动的适用性具有一定的难度本节课动量定理的推导和运用是学生学习的重点
三、教学重难点教学重点能在恒力情况下推导动量定理;知道冲量概念;理解动量定理和表达式的物理含义;运用动量定理解决问题;教学难点严格遵守分析流程和规范计算;注意动量定理的矢量性;
四、教学过程问题引入1我们可以看见非常多的同学都是骑着电动自行车上下学的,但是大家对头盔的重视程度不高,我们今天来看看两个视频,希望同学们可以认识到安全头盔对重要性看的时候,注意思考头盔的是如何发挥其作用的?视频一正确佩戴头盔可以起到缓冲作用,保护颅骨;视频二质量好的头盔可以更好地起到保护作用动量定理的推导
2、一个恒力作用下动量定理的推导a模型简化根据运动的情境,简化为一个质量为的物体在恒力作用下以的速度1kg10m/s运动第一次经过减速到第二次经过减速到请计算出两次作用的恒力大小分
0.01s0,10s0别为多少?通过运用牛二,可以求出第一次的作用力为而第二次作用的力大小为我们发1000N,1N现,作用的时间越长,作用的力越小,两者的大小似乎有反比关系那么两者的乘积是个定值吗?问题二请思考讨论力与作用时间的乘积,并用字母表示问题三我们通过一个恒力作用下的运动分析得到表达式,请问该表达式是通用的吗?我们还需要讨论哪些情境可以证明该表达式是通用的呢?、多个恒力作用下动量定理适用性分析b若物体在做加速运动,受到牵引力和阻力的共同作用,请求出加速的时间15N1N可以先将牵引力和阻力合成,得到一个恒力,那么即可代入原有的式子了将新问题转化成了原来的问题说明,左边的式子应该是这一方向上的合力、变力作用下的动量定理适用性分析若是物体直接撞击到一墙面,其受到的力在短时c间内急剧增加和减小,请问是否可以求出物体的动量变化量?根据微元法,取极短的时间,在这段时间内,可以将力看做是恒力写出表达式,将所列式子累加,得到动量的变化量其实是初末状态的动量之差根据图像法,极短时间内的力与时间的乘积即为矩形面积,将所有矩形面积相加,即可得到力与时间乘积的总和、曲线运动的适用性分析请思考,若物体做的是曲线运动,例如平抛运动,该式子d是否还适用?注意速度的变化量是竖直方向的速度变化,需要注意到这个式子是矢量的叠加,通过上述的分析,我们可以得到这一表达式的适用范围很广泛,对于直线、曲线、恒力、变力都适用今后解决问题的时候也可以直接用这一个式子来求解时间、力或是速度的变化等这个式子的名字叫做动量定理,左边力与时间的乘积,是物体所受力的冲量右边是物体的动量变化量,即末动量与初动量的矢量差新的物理概念一一冲量符号、表达式、矢量性、单位、物理含义冲量是力在时间上的累积,功是力在位移上的累积都可以描述物体运动状态的变化注意两点第一,左边的力是什么力?应当是物体所受的合力第二,注意等式的矢量性,使用时必须规定正方向动量定理的应用3应用缓冲请大家想一想,生活中还有哪些现象都是运用动量定理的?1各种缓冲作用港口的轮胎、跳远的屈膝和沙坑、蹦床、蹦极、安全气囊等等应用锤子的材料是铁质的,而不是橡胶的,减小作用时间,增加作用力2:机场都要做好驱鸟的工作,否则若是撞上起飞的飞机会有危险,避免与飞机发生碰撞习题练习练习一锤子钉钉子用于体悟重力的冲量在运动分析时是否需要考虑若重力冲量相对外力冲量很小,即可忽略不计练习二高空抛物,鸡蛋从十八楼落下,地面对其的作用力的大小练习三儿童座椅的问题,大人能否抱住儿童?回顾小结4本节课学习的内容是动量定理,左边是一个过程合力的冲量,右边是该过程动量的变化量需注意使用时各物理量的矢量性对比动能定理和牛顿运动定律,动能定理反映的是力在空间上的累积从多角度认识物体的运动,帮助我们更深入对世界的认识和理解。