教學目標
一、知識與技能
1.能從牛頓運動定律和運動學公式推匯出動量定理的表示式。
2.理解動量定理的確切含義,知道動量定理適用於變力。
3.會用動量定理解釋有關現象和處理有關的問題。
二、過程與方法
1.通過演示實驗,引入課題,激發學生的學習興趣。
2.通過對動量定理的探究過程,嘗試用科學探究的方法研究物理問題,通過對例題的分 析和講解,得到動量定理解題的方法和步驟。
3.能夠應用動量定理處理一些與生產和生活相關的實際問題,培養學生理論聯絡實際的能力,在分析、解決問題的過程中培養交流、合作能力。
三、情感態度與價值觀
有參與科技活動的熱情,有從生活走向物理,從物理走向社會的意識。
教學重點
動量定理的推導以及利用動量定理解釋有關現象
教學難點
如何正確理解合外力的衝量等於物體動量的變化;如何正確應用動量定理分析打擊和碰撞這類短時間作用的力學問題。
教學過程
一、提出問題,匯入新課(創設實驗情景)
【問題一】
演示:在地板上放一塊海面墊,儘可能把雞蛋舉的高高的,然後放開手,讓雞蛋落到海面墊上。
首先讓學生猜想可能出現的現象。
實際操作:觀察到雞蛋並沒有被打破。
引入:雞蛋從一米多高的地方落到海面墊上,雞蛋卻沒有打破,為什麼呢?本節課我們就來學習這方面的知識。
【問題二】(情景暗示創設問題情境)
我們在上節課知道,我們可以通過一個新的物理量來研究運動物體對外界的作用效果:p=mv.某時刻物體有一個速度,對應有一個動量。如果說物體速度發生了變化,那麼動量也會發生變化:=p`-p=mv`-mv那麼我們是不是要問了:一個運動的物體,它的動量為什麼會變化呢?這個變化有什麼規律呢?這就是我們今天這節課要研究的問題。
【問題三】(生活經驗創設問題情境)
汽車剎車(坐公交車,我們就有這樣的體會)在停下來的過程中動量變化()相同,慢慢滑行停下阻力小,作用時間長;急剎車阻力大,作用時間短。 它們之間究竟有什麼定量關係呢?
二、新課教學
(一)引導學生推導動量定理,並理解其特點
〖問題〗一個質量為m的物體,初速度為v,在合力F的作用下,經過一段時間t,速度變為V`,求:物體的初動量P和末動量P`分別為多少?物體的加速度a=?
〖推導〗由牛頓第二定律得:F合=ma 且a=(V-v)/t
即:F合t=mV-mv=p`-p
〖討論〗在這個表示式中,各個物理量分別是什麼?
〖結論〗物體所受合外力的衝量等於物體的動量變化,這個結論叫做動量定理。
〖理解〗
公式中F合是指包括重力在內的所有外力的合力,它可以是恆力,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
此公式是一個向量式,運用時要取正方向。
(二)應用動量定理解釋生活中的現象(師生共同歸納,學生舉例)
第一類:在動量變化一定的情況下,如果需要增大作用力,必須縮短作用時間,常見的情形是“硬碰硬”。
例如:用鐵錘釘釘子、衝床衝擊鋼板、雞蛋碰石頭等。
第二類:在動量變化一定的情況下,如果需要減小作用力,必須延長作用時間,常見的情形是“緩衝”。
例如:體操運動員落地時的下肢彎曲、汽車座椅上的安全帶、笨豬跳的.橡皮繩、雞蛋落在海面墊上。
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明顯,力的作用時間越短,物體的運動狀態改變越不明顯。
例如:以快慢兩種不同的速度抽放在桌子邊緣木塊下的紙條,木塊落地點距桌子邊緣的水平距離不同(快時近,慢時遠)。
(三)通過例題讓學生歸納利用動量定理解題的步驟
1.確定研究物件和運動過程。
2.對物體進行受力分析和運動狀態分析,找出物體所受的合外力和初速度。
3.選定正方向,表示出合外力的衝量和初末動量值。
4.列式計算。
(四)鞏固練習
學生列舉生活中可以利用動量定理解釋的現象。
學生列式計算(先分析解題思路再做題)
質量是60的建築工人不慎從高處跌下,由於繫有腰間的彈性繩安全帶的保護,他被懸掛起來。已知彈性安全帶伸長相對很小,安全帶長5m,安全帶的緩衝時間為1.2S,求安全帶所受的平均衝擊力是多大?(g=10m/s2)
(五)小結
通過本節課的學習,我們理解了動量定理內容特點,並會利用其解釋一些生活現象,也可以利用其求解一些打擊和碰撞類力學問題問題,進一步體會到動量定理與我們的生活密切相關。