高二物理《动量定理》微课教学设计(最新5篇)
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高二物理《动量定理》微课教学设计(最新5篇)
高二物理《动量定理》微课教学设计篇一
一、设计思想
本节课以学生为主体,运用“引导→探究”模式进行教学。
在课堂上鼓励学生主动参与、主动探究、主动思考、主动实践,在教师合理、有效的引导下进行高效率学习,以充分体现探究的过程和实现对学生探究能力培养的过程。
为此本人在下面的三方面进行了尝试。
1.变演示实验为实验设计,培养学生的创新能力。
课堂演示实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。
教材上“鸡蛋落地不破”为课堂演示实验,本人在教学中将其改为探索性实验,让学生在课前设计各种不同的方法举行“鸡蛋落地不破,看谁举得高”设计比赛,在课堂上演示。
让学生充分地动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,从而有利于学生创造性思维的激发。
2.设计探索性实验,培养学生探索知识、发现问题的能力。
传统的--中在讲完“动量定理”时,让学生动手做这样一个小实验,如:课本上提到的“缓冲装置的模拟”,以加深对动量定理的理解。
本人在教学过程的一开始就让同学两人一组做实验:“在课桌边上放一张纸,再在纸上放一块橡皮(或钢笔套),请同学做一个实验,把纸从橡皮(或钢笔套)下拉出,但不能把橡皮(或钢笔套)拉落下。
边做边思考,怎样做才能完成这个实验,谈一谈自己的感受。
”通过实践,充分体验纸对橡皮(或钢笔套)摩擦力的作用时间对其运动状态改变的影响。
3.从学生的生活实际出发,感受和体验动量定理在生活实际中的应用。
充分体现新课程标准中提出的“从生活走向物理,从物理走向社会”的要求。
二、课前准备
课前布置思考题:一个质量为60g的鸡蛋,从3高处落到水泥地面上,要求着地后完整无损。
请你设计一种可行的方案,并能演示。
其理论依据是什么?能否根据你所学过的知识加以论证呢?
三、教学目标
(1)基础知识:
理解动量定理的确切含义和表达式,知道动量定理适用于变力;
会用动量定理解释现象和处理有关的问题。
(2)思想教育:学会用辩证的观点分析问题。
(3)能力培养:用理论分析实际问题。
四、重点与难点
用动量定理解释有关现象,动量、冲量的方向问题,是使用动量定理的难点。
五、教具
鸡蛋,沙,橡胶锤,铁锤,细线,橡皮筋,小铁球,铁架台,宽约2c,长约20c的纸条,橡皮一块和投影片等。
六、教学过程设计
(一)创设问题情境,引入新课题。
以10/s的速度运动的球,能不能用头去顶?(足球,就能去顶;铅球,则不能。
)
质量为20g的小物体运动过来,能不能用手去接?
(速度小,就能去接。
速度大,如子弹,就不能。
)
动量决定于物体质量与速度v的乘积。
板书:P=v
有人说动量大的不能接,动量小的能接。
还有人说如果是质量不太大,速度又不太快的物体就敢接了。
那么如果是50g的鸡蛋以5/s的进度向你飞来,你敢接吗?
(头接鸡蛋时要用力,作用力大时,头对鸡蛋有作用冲量作用,鸡蛋会破的。
)
板书:I=Ft
对于这个问题可以通过我们今天的学习,讨论冲量与动量的关系,进一步探索其答案。
(二)做中学探究物理规律。
师:请同学先思考这样一个问题:
一个质量为60g的鸡蛋,从3高处落到水泥地面上,要求着地后完整无损。
请你设计一种可行的方案。
理论依据是什么?能否根据你所学过的知识加以论证呢?
学生讨论并提出多种方案:①在地上放一层海绵;②用海绵把鸡蛋包住;
③做一个降落伞带着鸡蛋往下放;④在地上放一盆水(或沙)。
师:我们请提出方案四的同学上讲台把实验做给同学们看一看。
(学生上讲台站在凳上做这个实验)
让鸡蛋从高3处自由下落到沙地上。
师:能不能讲一讲你这样做的理由?
生:减少地面对鸡蛋的作用力。
师:能不能从理论上加以论证呢?
由学生自己推导,老师总结。
板书:设一个质量为的物体,初速度为v,在恒力F作用下在时间t内速度变化到v'。
由于物体作匀加速运动,则有a=(v'-v)/t
再根据牛顿第二定律,有F=a,可得
Ft=at=v'-v
F=(v'-v)/t
由上式可知在从相同高度落下的情况下,(v'-v)是一个定值,要使F减少,只有增加力的作用时间。
所以上述方案中都是为了增加作用时间t。
师:大家回过来讨论表达式Ft=v'-v。
式子左侧是物体受到所推外力合力的冲量,用I表示。
v'和v是冲量作用前、作用后的动量。
分别用P和P'表示。
P'-P是物体动量的改变,又叫动量的增量。
等式的物理意义是:物体动量的改变,等于物体所受外力冲量的总和。
这就是动量定理。
用公式表示:
板书:I=P'-P
即物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化,这个结论叫做动量定理。
Ft=P'-P或Ft=v'-v
说明:
(1)上述公式是一矢量式,其运算遵循平行四边形定则。
若各量的方向在同一直线上,则应首先规定正方向,将矢量运算简化为代数运算。
(2)在动量定理的上述推导中,我们是根据牛顿第二定律F=a和运动学公式vt=v0+at,即在设定力是恒定情况下推导出来的。
实际上,物体所受的力通常不是恒定的。
例如在乒乓球与拍碰撞过程中,用球棒打击垒球,用铁锤钉钉子等,乒乓球、垒球和钉子所受的力就不是恒定的。
但可以证明,动量定理不但适用于恒力,也适用于随时间而变化的变力。
对于变力的情况,动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值。
例:一个质量为0.18g的垒球,以2/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度的大小为45/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01s。
球棒对垒球的平均作用力有多大?
应用步骤:
①先选定正方向。
②对物体(一般为单个物体)进行过程分析和受力分析,弄清各力在各过程中的冲量,求出合冲量,且注意各量的正负。
③对物体进行状态分析,写出初、末状态的动量,并求出研究过程中的动量的变化量。
④应用动量定理列式求解。
师:学习了动量定理后,对上面同学的实验方案就能理解,并希望能自觉地运用。
下面请每一个同学自己亲自来感受一下动量定理的应用。
在课桌边上放一张纸,再在纸上放一块橡皮,请同学做一个实验,把纸从
橡皮下抽出,但不能把橡皮拉落下。
边做边思考,怎样做才能完成这个实验,谈一谈自己的感受。
(请一个实验失败的同学讲做不成功的感受,再请一个实验成功的同学到讲台上做给全班同学看。
)
(三)学中做揭示生活现象。
师:请同学们举例动量定理在实际生活中的应用:
例如:①跳远时跳落在沙坑里;
②在搬运易碎物品时,在箱子里放一些碎纸、泡沫等;
③轮船码头上装有橡皮轮胎;
④打篮球接球时有缓冲动作;
⑤蹦极;
⑥杂技节目:胸口碎大石;
⑦钉钉子用铁锤,而不用橡皮锤;
师:懂得动量定理的原理在生活中也应该注意其有害性。
(四)课堂,总结。
(略)
(五)布置作业。
重点难点:篇二
重点:理解和基本掌握动量守恒定律.
难点:对动量守恒定律条件的掌握.
高二物理《动量定理》微课教学设计篇三
三维教学目标
1、知识与技能:掌握运用动量守恒定律的一般步骤。
2、过程与方法:知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题,并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。
3、情感、态度与价值观:学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题,培养思维能力。
教学重点:运用动量守恒定律的一般步骤。
教学难点:动量守恒定律的应用。
教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:投影片、多媒体辅助教学设备。
(一)引入新课
动量守恒定律的内容是什么?分析动量守恒定律成立条件有哪些?(①F合=0(严格条件)②F内远大于F外(近似条件,③某方向上合力为0,在这个方向上成立。
)
(二)进行新课
1、动量守恒定律与牛顿运动定律
用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。
(1)推导过程:
根据牛顿第二定律,碰撞过程中1、2两球的加速度分别是:
根据牛顿第三定律,F1、F2等大反响,即F1=-F2所以:
碰撞时两球间的作用时间极短,用表示,则有:
代入并整理得
这就是动量守恒定律的表达式。
(2)动量守恒定律的重要意义
从现代物理学的理论高度来认识,动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。
(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。
)从科学实践的角度来看,迄今为止,人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。
相反,每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时,物理学家们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终。
例如静止的原子核发生β衰变放出电子时,按动量守恒,反冲核应该沿电子的反方向运动。
但云室照片显示,两者径迹不在一条直线上。
为解释这一反常现象,1930年泡利提出了中微子假说。
由于中微子既不带电又几乎无质量,在实验中极难测量,直到1956年人们才首次证明了中微子的存在。
(2023年高考综合题23②就是根据这一历史事实设计的)。
又如人们发现,两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。
这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场,把电磁场的动量也
考虑进去,总动量就又守恒了。
2、应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法
(1)分析题意,明确研究对象
在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些被研究的物体总称为系统。
对于比较复杂的物理过程,要采用程序法对全过程进行分段分析,要明确在哪些阶段中,哪些物体发生相互作用,从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。
(2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析
弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力,哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。
在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件,判断能否应用动量守恒。
(3)明确所研究的相互作用过程,确定过程的始、末状态
即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。
注意:在研究地面上物体间相互作用的过程时,各物体运动的速度均应取地球为参考系。
(4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。
3、动量守恒定律的应用举例
例2:如图所示,在光滑水平面上有A、B两辆小车,水平面的左侧有一竖直墙,在小车B上坐着一个小孩,小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。
两车开始都处于静止状态,小孩把A车以相对于地面的速度v推出,A车与墙壁碰后仍以原速率返回,小孩接到A车后,又把它以相对于地面的速度v推出。
每次推出,A车相对于地面的速度都是v,方向向左。
则小孩把A车推出几次后,A车返回时小孩不能再接到A车?
分析:此题过程比较复杂,情景难以接受,所以在讲解之前,教师应多带领学生分析物理过程,创设情景,降低理解难度。
解:取水平向右为正方向,小孩第一次
推出A车时:mBv1-mAv=0
即:v1=
第n次推出A车时:mAv+mBvn-1=-mAv+mBvn
则:vn-vn-1=,
所以:vn=v1+(n-1)
当vn≥v时,再也接不到小车,由以上各式得n≥5.5取n=6
点评:关于n的取值也是应引导学生仔细分析的问题,告诫学生不能盲目地对结果进行“四舍五入”,一定要注意结论的物理意义。
课后补充练习
(1)(2023年全国春季高考试题)在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为15000kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg向北行驶的卡车,碰后两车接在一起,并向南滑行了一段距离后停止。
根据测速仪的测定,长途客车碰前以20m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率为()
A.小于10m/s
B.大于10m/s小于20m/s
C.大于20m/s小于30m/s
D.大于30m/s小于40m/s
(2)如图所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑。
当弹簧突然释放后,则有()
A.A、B系统动量守恒
B.A、B、C系统动量守恒
C.小车向左运动
D.小车向右运动
(3)把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、弹、车,下列说法正确的是
A.枪和弹组成的系统,动量守恒
B.枪和车组成的系统,动量守恒
C.三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系统动量近似守恒
D.三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合力为零
(4)甲乙两船自身质量为120kg,都静止在静水中,当一个质量为30kg的小孩以相对于地面6m/s的水平速度从甲船跳上乙船时,不计阻力,甲、乙两船
速度大小之比:v甲∶v乙=_______.
(5)(2023年高考试题)质量为M的小船以速度v0行驶,船上有两个质量皆为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾。
现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中。
求小孩b跃出后小船的速度。
(6)如图所示,甲车的质量是2kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为1kg的小物体。
乙车质量为4kg,以5m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8m/s的速度,物体滑到乙车上。
若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为0.2,则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10m/s2)
4、反冲运动与火箭
演示实验1:老师当众吹一个气球,然后,让气球开口向自己放手,看到气球直向学生飞去,人为制造一点“惊险气氛”,活跃课堂氛围。
演示实验2:用薄铝箔卷成一个细管,一端封闭,另一端留一个很细的口,内装由火柴头上刮下的药粉,把细管放在支架上,用火柴或其他办法给细管加热,当管内药粉点燃时,生成的燃气从细口迅速喷出,细管便向相反的方向飞去。
演示实验3:把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部,当水从弯管流出时,容器就旋转起来。
提问:实验1、2中,气球、细管为什么会向后退呢?实验3中,细管为什么会旋转起来呢?
看起来很小的几个实验,其中包含了很多现代科技的基本原理:如火箭的发射,人造卫星的上天,大炮发射等。
应该如何去解释这些现象呢?这节课我们就学习有关此类的问题。
(1)反冲运动
A、分析:细管为什么会向后退?(当气体从管内喷出时,它具有动量,由动量守恒定律可知,细管会向相反方向运动。
)
B、分析:反击式水轮机的工作原理:当水从弯管的喷嘴喷出时,弯管因反
冲而旋转,这是利用反冲来造福人类,象这样的情况还很多。
为了使学生对反冲运动有更深刻的印象,此时再做一个发射礼花炮的实验。
分析,礼花为什么会上天?
(2)火箭
对照书上“三级火箭”图,介绍火箭的基本构造和工作原理。
播放课前准备的有关卫星发射、“和平号”空间站、“探路者”号火星探测器以及我国“神舟号”飞船等电视录像,使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识,而且要学生知道,我国的航天技术已经跨入了世界先进行列,激发学生的爱国热情。
阅读课后阅读材料——《航天技术的发展和宇宙航行》。
由动量定理和牛顿第三定律可导出动量守恒定律篇四
设两个物体m1和m2发生相互作用,物体1对物体2的作用力是F12,物体2对物体1的作用力是F21,此外两个物体不受其他力作用,在作用时间△Vt 内,分别对物体1和2用动量定理得:F21△Vt =△p1;F12△Vt =△p2,由牛顿第三定律得F21=-F12,所以△p1=-△p2,即:
△p=△p1+△p2=0或m1v1+m2v2= m1v1’+m2v2’.
如图所示,气球与绳梯的质量为M,气球的绳梯上站着一个质量为m的人,整个系统保持静止状态,不计空气阻力,则当人沿绳梯向上爬时,对于人和气球(包括绳梯)这一系统来说动量是否守恒?为什么?
对于这一系统来说,动量是守恒的,因为当人未沿绳梯向上爬时,系统保持静止状态,说明系统所受的重力(M+m)g跟浮力F平衡,那么系统所受的外力之和为零,当人向上爬时,气球同时会向下运动,人与梯间的相互作用力总是等值反向,系统所受的外力之和始终为零,因此系统的动量是守恒的.如图所示是A、B两滑块在碰撞前后的闪光照片部分示意图,图中滑块A的质量为0.14kg,滑块B的质量为0.22kg,所用标尺的最小刻度是0.5cm,闪光照相时每秒拍摄10次,试根据图示回答:
(1)作用前后滑块A动量的增量为多少?方向如何?
(2)碰撞前后A和B的总动量是否守恒?
从图中A、B两位置的变化可知,作用前B是静止的,作用后B向右运动,A向左运动,它们都是匀速运动.mAvA+mBvB= mAvA’+mBvB’
(1)vA=SA/t=0.05/0.1=0.5(m/s);
vA′=SA′/t=-0.005/0.1=-0.05(m/s)△pA=mAvA’-mAvA=0.14*(-0.05)-0.14*0.5=-0.077(kg·m/s),方向向左.
(2)碰撞前总动量p=pA=mAvA=0.14某0.5=0.07
(kg·m/s)
碰撞后总动量p’=mAvA’+mBvB’
=0.14某(-0.06)+0.22某(0.035/0.1)=0.07(kg·m/s)
p=p’,碰撞前后A、B的总动量守恒.
一质量mA=0.2kg,沿光滑水平面以速度vA=5m/s运动的物体,撞上静止于该水平面上质量mB=0.5kg的物体B,在下列两种情况下,撞后两物体的速度分别为多大?
(1)撞后第1s末两物距0.6m.
(2)撞后第1s末两物相距3.4m.
以A、B两物为一个系统,相互作用中无其他外力,系统的动量守恒.
设撞后A、B两物的速度分别为vA’和vB’,以vA的方向为正方向,则有:
mAvA=mAvA’+mBvB’;
vB’t-vA’t=s
(1)当s=0.6m时,解得vA’=1m/s,vB’=1.6m/s,A、B同方向运动.
(2)当s=3.4m时,解得vA’=-1m/s,vB’=2.4m/s,A、B反方向运动.
如图所示,A、B、C三木块的质量分别为mA=0.5Kg,mB=0.3Kg,mC=0.2Kg,A
和B紧靠着放在光滑的水平面上,C以v0=25m/s的水平初速度沿A的上表面滑行到B的上表面,由于摩擦最终与B木块的共同速度为8m/s,求C刚脱离A 时,A的速度和C的速度.
C在A的上表面滑行时,A和B的速度相同,C在B的上表面滑行时,A和B脱离.A做匀速运动,对A、B、C三物组成的系统,总动量守恒.动量守恒定律篇五
1.表述:一个系统不受外力或受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律.
2.数学表达式:p=p’,对由A、B两物体组成的系统有:mAvA+mBvB= mAvA’+mBvB’
(1)mA、mB分别是A、B两物体的质量,vA、vB、分别是它们相互作用前的速度,vA’、vB’分别是它们相互作用后的速度.
式中各速度都应相对同一参考系,一般以地面为参考系.
(2)动量守恒定律的表达式是矢量式,解题时选取正方向后用正、负来表示方向,将矢量运算变为代数运算.
3.成立条件
在满足下列条件之一时,系统的动量守恒
(1)不受外力或受外力之和为零,系统的总动量守恒.
(2)系统的内力远大于外力,可忽略外力,系统的总动量守恒.
(3)系统在某一方向上满足上述(1)或(2),则在该方向上系统的总动量守恒.
4.适用范围
动量守恒定律是自然界最重要最普遍的规律之一,大到星球的宏观系统,小到基本粒子的微观系统,无论系统内各物体之间相互作用是什么力,只要满足上述条件,动量守恒定律都是适用的.。