《变力的冲量问题》教学设计 人教版高中物理选择性必修第一册

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教学设计课程基本信息学科物理年级高二学期秋季课题变力的冲量问题教科书书 名：高中物理选择性必修第一册教学目标1. 运用微元思想分析，学会通过F-t图像面积求解变力的冲量。2. 能运用动量定理求解变力的冲量。教学内容教学重点：1. 能从微元角度理解F-t图像面积大小等于变力的冲量大小。2. 能运用动量定理求解变力的冲量。教学难点：1. 应用动量定理求解变力冲量时，对过程中物体受力情况的分析及各力冲量矢量和的求解。教学过程【提出问题】情境问题1：汽车的安全气囊是有效保护乘客的装置。如图甲所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律，可近似用图乙所示的图像描述，则碰撞过程中F的冲量大小为多少？【知识方法回顾】冲量的定义式：I=Ft，式子中F为恒力，若求解变力的冲量，我们有哪些方法呢？方法1：如果把F作用的过程细分为几个或无数个阶段，每一阶段可看成恒力，那么F的冲量为各阶段冲量的矢量和。方法2：通过F-t图像面积求解。方法3：运用动量定理求解。情境问题2：如图所示，质量为m的小球，固定在轻杆上，绕过O点的转轴在竖直面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，A、B是圆周上与圆心O等高的两点。若小球运动的速度大小为v，轨道半径为R，且 （g为重力加速度），则小球从A点运动到B点过程中，下列说法中正确的是：A．小球所受重力的冲量为0B．小球所受向心力的冲量为mvC．小球所受合力的冲量大小为mvD．轻杆对小球作用力的冲量大小为mv情境问题3：如图所示，游乐场有一种将蹦极运动和大型滑滑梯结合的游乐项目，一位质量m=60kg的游客系若一条原长L=5m的弹性绳，由静止从O点开始下落，弹性绳从开始张紧至最长状态B点所用时间t1=1s，游客到达B点时弹性绳自动和人体分离，游客顺着滑梯BC来到安全区域，滑梯BC可看作半径为0.8m的光滑圆弧，C为圆弧的最低点，将此游客视为质点，不计下落过程中的空气阻力，g取10m/s2。求：(1)从开始下落至安全带最长状态的过程中，游客受到的重力冲I的大小；(2)从开始张紧至最长状态的过程中，弹性绳所受的平均冲力F的大小；(3)若游客在滑梯BC上运动的时间t2=0.8s，求游客在滑梯上受到的支持力冲量的大小。