《動(dòng)量定理》一課的教學(xué)設(shè)計(jì)

〔關(guān)鍵詞〕 物理教學(xué)；《動(dòng)量定理》；

教學(xué)設(shè)計(jì)

〔中圖分類號(hào)〕 G633.7

〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 C

〔文章編號(hào)〕 1004—0463（2011）

04（B）—00９１—０1

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1．進(jìn)一步理解沖量和動(dòng)量的基本概念及性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)動(dòng)量定理。

2．能夠利用動(dòng)量定理解釋生產(chǎn)和生活中碰到的“打擊”和“碰撞”等現(xiàn)象。

3．通過(guò)對(duì)動(dòng)量定理的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

1．重點(diǎn)：動(dòng)量定理的內(nèi)容及其數(shù)學(xué)表達(dá)式的推導(dǎo)。

2．難點(diǎn)：對(duì)動(dòng)量定理物理意義的理解及其應(yīng)用。

3．關(guān)鍵：利用動(dòng)量定理解決實(shí)際問(wèn)題的一般思路和方法。

（三）過(guò)程與方法

1．引導(dǎo)學(xué)生回顧總結(jié)沖量和動(dòng)量的基本性質(zhì)，讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。

2．引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)思維分析，借助牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)動(dòng)量定理。

3．引導(dǎo)學(xué)生利用動(dòng)量定理解決實(shí)際問(wèn)題，理解動(dòng)量定理的物理意義和科學(xué)內(nèi)涵。

二、設(shè)計(jì)方案

（一）講授動(dòng)量定理的內(nèi)容

1．回顧沖量和動(dòng)量的性質(zhì)：物理學(xué)中的量按性質(zhì)區(qū)分，可分為矢量和標(biāo)量?jī)纱箢悺Ｓ蓴?shù)學(xué)知識(shí)可知，一個(gè)矢量和一個(gè)標(biāo)量的乘積，其結(jié)果仍為矢量，其方向和乘積項(xiàng)中矢量的方向相同，按照這一法則，沖量和動(dòng)量應(yīng)該屬于矢量的范疇，因?yàn)閺臎_量I＝Ft和動(dòng)量p＝mv的表達(dá)式可以看出，力F和速度v均為矢量，而時(shí)間t和質(zhì)量m都是標(biāo)量，所以，沖量的方向應(yīng)該和力F的方向一致，動(dòng)量的方向應(yīng)該和速度v的方向一致。這里值得注意的是，沖量和動(dòng)量的單位通過(guò)換算有“等量”關(guān)系，即：“1千克·米/秒＝1（千克·米/秒2）·秒＝1牛頓·秒”。這一關(guān)系說(shuō)明沖量和動(dòng)量之間不是孤立的，二者之間在某種程度上存在著一定的聯(lián)系。教師問(wèn)：“是什么把二者聯(lián)系在一起的呢？”學(xué)生思考后回答：“是動(dòng)量定理。”教師接著問(wèn)：“什么是動(dòng)量定理呢？”學(xué)生思考后無(wú)法作答。通過(guò)這樣連續(xù)的設(shè)問(wèn)，喚起了學(xué)生求知的欲望，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)，也為下面要講的動(dòng)量定理奠定了基礎(chǔ)。（教師通過(guò)數(shù)學(xué)和物理結(jié)合點(diǎn)的分析，用連續(xù)設(shè)問(wèn)的方式自然過(guò)渡到學(xué)習(xí)動(dòng)量定理）

2．動(dòng)量定理的基本內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化量。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Ft＝mv2－mv1＝P2－P1＝ΔP。

3． 動(dòng)量定理的使用說(shuō)明：（1）動(dòng)量定理不僅適用于合外力為恒力的情況，也適用于合外力為變力的情況，在作用時(shí)間極短的情況下，這個(gè)變力又稱為“沖力”，這時(shí)動(dòng)量定理中的F就是指在變力作用時(shí)間內(nèi)的平均值。（2）合外力的沖量與物體的動(dòng)量沒(méi)有直接關(guān)系，它只與物體動(dòng)量的變化量有關(guān)，動(dòng)量的變化量也是矢量，它的方向跟合外力沖量的方向相同。

（二）動(dòng)量定理的應(yīng)用

通過(guò)上述分析推導(dǎo)出動(dòng)量定理后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步總結(jié)利用動(dòng)量定理解題的思路和步驟，并通過(guò)例題講解，使學(xué)生掌握利用動(dòng)量定理解決實(shí)際問(wèn)題的方法。

1．利用動(dòng)量定理解題的基本思路和步驟。（可采用問(wèn)答形式總結(jié)）

（1）根據(jù)題意，確定研究對(duì)象，即研究的物體。

（2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，確定物體的沖量Ft。

（3）假設(shè)動(dòng)量的正方向，確定動(dòng)量變化量ΔP。

（4）根據(jù)動(dòng)量定理列出方程Ft＝ΔP。

（5）解方程求出結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

2.利用動(dòng)量定理解釋自然現(xiàn)象。（最好選擇生活中常見的現(xiàn)象）

［例題］：解釋從同一高度自由下落的同一玻璃杯，為什么掉在水泥地上比掉在海綿地上容易碎？

解：根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，由于兩種情況下玻璃杯跟地面碰前的速度相同，即v1＝v2≠0，碰后的速度都等于零，即v1′＝v２′＝０，設(shè)玻璃杯跟水泥地和海綿地接觸的時(shí)間分別為t1和t2，根據(jù)動(dòng)量定理有：F1t1＝ΔP1，F(xiàn)2t2＝ΔP2，由此得：F1＝ΔP1/t1，F(xiàn)2＝ΔP2/t2，因?yàn)閮煞N情況下玻璃杯動(dòng)量的變化量相等，即ΔP1＝ΔP2，又因?yàn)椴ＡПc水泥地接觸的時(shí)間小于它與海綿地接觸的時(shí)間，即t1< t2，所以，玻璃杯在水泥地上受到的沖力F1比在海綿地上受到的沖力F2大，即F1> F2，故玻璃杯掉到水泥地上比掉到海綿地上容易碎。

通過(guò)上述例題的分析，使學(xué)生不僅掌握了利用動(dòng)量定理解題的一般思路，更為重要的是提高了他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。