动量守恒定律说课材料定稿

动量守恒定律说课材料定稿 | 华文宇 | 2017-09-30 10:31:53 共有2个回复
  1. 1《动量守恒定律》说课稿
  2. 2动量守恒定律说课

引导探索式物理教学大纲指出学习物理重在理解,在教师指导下由学生分别以为对象利用动量定理导出下列方程,即系统不受外力可将系统视为竖直方向不受外力理想条件,离开墙壁后及地球系统动量是否守恒。

《动量守恒定律》说课稿2017-09-30 10:30:43 | #1楼回目录

一、说教材

力对空间和时间的积累,是力对物体作用的两种基本表现形式。在《物理》选修本中,先介绍描述力的时间积累效应――动量定理,之后深入介绍了物体相互相互作用过程中所遵循的基本规律――动量守恒定律,这是高中学生所学习的自然界中四个基本守恒定律之一,因而它具有特殊的地位。

教材选取两体问题中的碰撞模型,依据牛顿第二定律导出了动量守恒定律的一维表达式,再将结论拓展为多体、两维情况,较全面地介绍了动量守恒定律的适用范围要广泛得多,它不仅和牛顿第二定律一样适用于宏观低速系统,也适用于牛顿第二定律不成立的宏观高速系统及微观系统。教材还详尽地介绍了动量守恒的条件,指出在系统不受外力或所受外力的合力为零时,系统的动量保持不变。

前节教材讲述的冲量动量及动量定理是全章的基础知识,在中学物理中用动量定理处理的对象一般是单体,本节则将研究对象拓展到系统,在动量定理的基础上概括出动量守恒定律,因此,本节内容是上节内容的深化和延伸,定律对众多的研究对象,用更为复杂的数学表述形式,深入地概括了封闭系统中的一般规律,动量守恒定律不仅是本章的核心内容,也是整个高中物理的重点.学好本节内容,对今后综合处理物理问题以及学习新的物理知识都是至关重要的.本节的重点是理解动量守恒的条件,难点是理解动量守恒定律的物理内涵;动量的矢量性`动量的相对性以及研究对象的系统性、物理状态的同时性。

应当指出,教材中推导一维动量守恒定律的数学表达时,所借助的是在光滑平面上的两体碰撞模型。这个模型虽然简单,也便于学生接受,但因力学环境较简单,对揭示动量守恒的条件,特别是阐述在系统受到合外力为零时动量守恒、系统内相互作用的内力远大于其所受合外力时系统动量近似守恒,显得论述不够充分。学生常在确定动量守恒定律成立条件时发生错误,不能认识认为这为是原因之一。有鉴于此,可另选受力较为复杂的两体模型

二、教学目标

根据教学大纲的要求、教材的具体内容和高中学生的认知特征,拟确定下列教学目标:

1、知识目标 能用一维、两体模型推导动量守恒定律,理解并掌握动量守恒定律的内容,了解动量守恒定律几种不同的数学表达式。

2、能力目标 理解动量守恒定律的成立条件,能够在具体问题中判定动量是否守恒;能熟练应用动量守恒定律解决问题,知道应用动量守恒定解决实际问题的基本思路和方法。在具体应用中,能注意守恒方程的“四性”:系统性、相对性、同时性、矢量性。

3、科学思维品质目标使学生认识到,研究物理量的守恒关系是一种科学思维方法。物理学中的许多重要定理、定律,其本质上都是表达了一定的守恒关系。动量守恒、是自然中质量守恒、能量守恒、动量守恒、电荷守恒这四大基本守恒定律之一,它具有广泛的适用范围。

三、说教法

1、引导探索式物理教学大纲指出,学习物理,重在理解。为使学生理解动量守恒的概念及其守恒条件,宜采用引导探索式教学方法。由教师在关键步骤上作恰当引导,师生共同对给出一维、两 体模型中的每个单体及系统由两者构成的系统进行受力分析,确定单体及系统所受的合冲量;确定单体及系统的动量变化。在对单体应用动量定理的基础上,引出系统动量守恒的概念,进而探索系统动量守恒的条件。在探索的过程中,充分利用分析、推理的方法,通过演译论证,环环相扣地得出结论,以便培养学生的分析能力及综合概括能力。

2、讲练结合式在讨论动量守恒定律应用中应注意的几个问题时,让学生分析具体问题,教师注意随时发现学生中出现的错误,或有意给出错误解答,及时组织学生分析产生错误的原因,把教师的主导作用与学生的主动性有机地结合起来,及时强化有关知识。

四、说教学程序

1、利用一维、两体模型导出动量守恒定律

如图1所示,质量分别为m1m2的A、B两物体叠放在水平面上,所有接触面均粗糙,两物体具有水平速度且分别为v1、v2(设v1>v2)。在水平拉力F作用下,经时间t,两者速度分别为v1/、v2/。

(1)由学生分析两物体的受力情况(图中竖直方向为平衡态,所受重力、弹力未画出),指出其中的一对作用力与反作用力(图中均用f1表示)。

(2)在教师指导下,由学生分别以A、B为对象,利用动量定理导出下列方程:

A:(F-f1)t=m1v1/-m1v1,

B:(f1-f)t=m2v2/-m2v2。

(3)教师提出将上述两方程相加,可得:

(F-f)t=(m1v1/+m2v2/)-(m1v1+m2v2)

教师结合模型介绍系统、内力、外力及动量守恒的概念,并进一步指出:1 将前述两式

加的物理意义是,把研究对象由单体扩展为系统;2 内力(一对f1)只能在v系统内的

体间传递动量,不能改变系统的总动量;3 外力(F及f)可以改变系统的总动量,且

外力的冲量等于系统动量的增量(系统动量定理,不要求全体学生掌握)。

(4)师生共同分析系统动量守恒的条件:先由学生分组讨论,再由各组代表发言,教师最

后总结,若使下述守恒方程成立,即有

m1v1+m2v2=m1/v1/+m2/v2/

其必要且充分条件是:

A.F=f=0,即系统不受外力.(可将系统视为竖直方向不受外力,理想条件).

B.F-f=0,即系统虽受外力但所受外力的合力为零.

讨论例1(使用投影仪出示):木块A和B用一只弹簧连接起来放在光滑水平面上,A紧靠墙壁,在B上施加向左的水平力F使弹簧压缩如图2所示.当撤去外力F后,问:

(1)A尚未离开墙壁前,A、B系统动量是否守恒?

(2)A离开墙壁后,A、B系统动量是否守恒?

(3)A离开墙壁后,A、B及地球系统动量是否守恒?

重点引导学生分析:外界对系统在水平方向是否存在有作用力.答案;(1)墙壁对系统的

冲量不为零,不守恒;(2)守恒;(3)守恒。

师生共同小结注意系统性.动量守恒定律描述的对象是由两个以上物体构成的系统,选取

某一系统动量可能守恒,而选取另一系统动量可能不守恒;当选取两个不同的系统动量虽均

守恒时,但可能选取其中一个解题较简捷。

提问(投影出示问题)若设想图1中两叠放物体在竖直方向有相同的加速度和瞬时速度,系

统在竖直方向处于不平衡状态,图中的各摩擦力仍存在,其它条件不变.问:

1.能得到方程吗?

2.在满足充要条件A或条件B时,能得到方程吗?(答案:均能得到)

教师进一步拓展据上述提问可得:某一方向上动量守恒的条件:相互作用的系统所受的

力矢量和不为零,但在该方向上不受外力或外力在该方向上的分量和为零。

3.讨论例2(投影出示例2):如图3所示,质量均为M的A、B两木块从同一高度自由

下落.当A木块落至某一位置时被以速度v0水平飞来的质量为m的子弹击中(设子弹未穿

出),则A、B两木块在空中运动的时间tA、tB的关系是

A.tA=tBB.tA>tBC.tA<tBD.无法比较重点分析A与子弹构成的系

统:(1)水平方向不受外力,动量守恒.(2)竖直方向:子弹击中瞬间A在竖直方向的速

度v1,击中后共同速度为v2,击中经历的时间为t,则依方程有(m+M)gt=

(M+m)v2-Mv1.由于重力(m+M)g为有限量,且t极小,重力的冲量趋于零,

故有(M+m)v2=Mv1,即竖直方向动量近似守恒.依v2<v1知选项B正确,据此

有:动量近似守恒的条件:系统所受外力的矢量和不为零,但为有限量,且相互作用的时间

极短(t0),则外力的总冲量近似为零,系统的动量近似守恒。

4、讨论例3(投影出示例3):如图4所示,在光滑的水平上,一辆平板车载着一人以速

度v0=6m/s水平向左匀速运动。已知车的质量M=100㎏,人的质量m=60㎏。某一时刻,人突然相对于车以u=5m/s的速度向右奔跑。求人奔跑时车的速度多大?

请4名学生板演,师生共同分析可能出现的错误(或由教师给出):

错解一:

(M+m)v0=Mv+mu

错解二:

(M+m)v0=Mv0+m(v0-u)

学生分析式中v为车相对地的速度,u为人相对车的速度.违反了动量守恒要选取同一参考系的原则。

教师小结 注意相对性。由于动量的大小和方向与参照系的选择有关,因此应用动量守恒定律时应注意参考系的选取,必须选择地球或相对地球做匀速百直线运动的物体为参考系。如果题设条件中各物体的速度不是相对同一参考系的必须将它们转换成相对同一参考系的速度是。

学生讨论后分析式中(v0-u)不是人奔跑时相对于地的速度.人奔跑时相对于地的速度应该是人对车发生作用后的速度,而不是人相对作用前车的速度。

教师小结注意同时性.动量守恒定律方程两边的动量分别是系统在初、末态的总动量.初态动量中的速度都应该是相互作用前同一时刻的瞬时速度,末态动量中的速度都必须是相互作用后同一时刻的瞬时速度。

学生给出正确答案:

(M+m)v0=Mv+m(v-u).

(M+m)v0=Mv+m(u-v).

解得v=#url#

教师提问上述两式右端第二项不同表述形式的物理意义是什么?答:两式中均取正方向水平向右,(v-u)表示人速方向向右,(u-v)表示人速方向向左。

5、教师小结:注意矢量性。动量守恒定律的表达式是矢量方程,对于系统内部各物体相互作用前后均在同一直线上运动的问题,应首先选定正方向,,凡与正方向相同的动量取正,反之取负;对于方向未知的动量一般先假设为正,根据求得的结果再判断假设的真伪。

6、小结本节内容,布置作业。

动量守恒定律说课2017-09-30 10:31:29 | #2楼回目录

《动量守恒定律》说课教案

《动量守恒定律》是高中物理新教材第一册第七第三节的内容。它是本章的重点,同时也是力学部分的重要内容。动量守恒定律是自然界中最普遍最重要的基本规律之一。它虽然可以由牛顿定律推导出来,但其适用范围要比牛顿定律广泛的多,不仅适用于宏观低速的物体,而且适用于微观高速运动的粒子,因此它在整个物理学中占有非常重要的地位。

我认为只有使学生对物理定律的学习感兴趣,听得懂,理解的深,才能具有运用规律去分析解决问题的能力,为此我将教学的重点放到了对动量守恒定律的内容的掌握上,并且明确学生是学习活动的主体。

根据本节课有实验定性分析和理论定量推导的特点,依据(1)教师的指导作用与学生学习的主动性相统一的原则(2)掌握知识与发展能力相统一的原则,我采用谈话法和讨论法相结合的启发式教学。在教法学法上可采用:观察实验——问题思考——点拨指导、抽象概括——巩固练习。实施这一方法,使学生在教师的指导下亲自去观察比较,分析归纳,积极努力的去探求知识,最大限度的调动全体学生的积极参与,以达到教学目的。

在教学手段上采用演示实验,多媒体辅助教学,增强直观性,改善教学效果。

一般说来,上课开始时,学生的注意力往往还停留在上课前感兴趣的活动对象上,因此我就从学生的认知规律入手,一上课就向学生提出问题。(1)一个人在一辆小车里用力推车,车会不会动?(2)在平静的河中心有两个靠的很近的小船,当你从一只船上跳到另一只船上会出现什么现象?因为问题有趣就吸引了学生的无意注意,在学生回答之后,我又问“为什么会出现这样的现象?”这时学生为了探疑,无意注意随之转为有意注意,这样既吸引学生探求物理规律的兴趣又顺利的引入了课题。

为了使本节课的教与学顺利的展开,我先让学生复习了牛顿第三定律和动量定理,随后向学生提出:通过动量定理的学习使我们清楚了,一个物体受外力作用时它们动量变化的规律。可是我们知道任何物体都不能孤立存在,那么两个物体相互作用时它们的动量变化又遵循什么样的规律?带着这个问题我向学生演示了教材上夹有弹簧的两个小车相互作用的实验。通过观察实验,在引导学生定性分析出实验结果的同时也培养了他们对感性材料的分析综合和概括的能力。

然后通过两个小球在同一直线上运动发生碰撞的例子来定量推导出动量守恒定律。由于两小球碰撞发生轻微形变不易看出,因此我采用多媒体利用夸张的手法模拟两个小球碰撞的整个过程,以增强学生的感性认识,同时也活跃了课堂气氛,延长了学生的有意注意时间。

在分析推导的过程中,我提出这样一个问题:碰撞前后两小球总动量应该怎样表示?学生思考以后很快能列出式子,并且明白,两球碰撞前后各自动量都发生了变化。在弄清上面问题的基础上,我又紧接着提出了:两球的动量为什么会发生变化?让学生进一步展开讨论。在讨论的过程中模拟演示两球发生碰撞的过程,通过引导学生分析小球的受力情况,再次提出前面的问题,启发学生利用动量定理和牛顿第三定律自然而然的得到定律。但是在培养学生灵活运用数学运算进行物理推理的同时要防止学生把物理公式中物理量之间的关系看成纯数学的关系,要加强对式子物理意义的分析。

在动量守恒定律表达式得出之后,让学生考虑动量守恒定律是否需要条件,对于这个问题,学生感到比较生疏,不会做出肯定或者否定的回答,由教师启发得出守恒条件和定律适用范围。

最后为了突出重点,突破难点我设计了两个例题。

例1、把两个磁性很强的磁铁分别放在两辆小车上磁铁的同性磁极相对,小车放在光滑的水平桌面上,推动一下小车,使他们相互靠近,两辆小车没有碰上就分开了,两辆小车相互作用前后,他们的总动量守恒么?为什么?(通过这个例题使学生明确动量守恒的条件。)

例2、质量为3kg的小球A在光滑水平面上以6m/s的速度向右运动,恰遇上质量为5kg的小球B以4m/s的速度向右运动,碰撞后球恰好静止,求碰撞后A球的速度 。