将生活现象融入物理课堂教学之中

许岩

物理学是一门以实验为基础的学科，物理学中的知识也大都是以生活中的现象为起点，经过科学家的抽象和实验研究而得出的，因此，物理与我们的实际生活息息相关.初中的时候，学生学习物理会感觉到它与生活的联系紧密，有的知识还能在身边应用.而升入高中以来，物理之中加入了大量的数学计算和抽象模型，与生活中的联系也越来越抽象了，以致于有些同学会失去了对物理学科的兴趣或者感到学习物理吃力而自我效能感降低，这样一部分学生就会在学习物理的道路上迷失.由此可见，在物理课堂中应加深物理知识与生活现象之间的联系，让同学们感觉到学习物理可以解释生活中的很多现象，可以帮助他们更科学的看待周围的现象.这就要求中学的物理教师在教学设计时要多联系生活和增加课堂中的与生活相关的小实验.下面笔者就已“动量和动量定理”一课为例，阐述一下将生活现象融入课堂教学之中的思想.

教材分析 本节课选自人教版物理选修3-5中的第十六章第二节.在上一节“探究碰撞中的不变量”的基础上提出了动量的概念.动量定理是一个重要的规律，它表示力在一段时间内连续作用的累积效果与物体动量变化之间的关系.这节课的的内容是本章中的重点内容，不仅为第三节的动量守恒定律的学习做了铺垫，也是以后研究碰撞和反冲的重要知识基础，因此，本节课在这一章起到了基础性的作用.

教学目标

知识与技能：理解动量和冲量的定义及它们的矢量性；理解动量定理的推导过程和动量定理的内容；会用动量定理解释生活中的现象和处理有关的实际问题.

过程与方法：通过动量定理的演绎推导体会用科学探究的方法解决物理问题；能够用动量定理解释一些与生活有关的实[JP3]际问题，在学生分析和解决问题的过程中培养合作交流的能力.

情感态度与价值观：通过对生活中实际问题的解决，培养学生对物理的兴趣以及对物理与生活联系密切的认识；介绍动量概念形成的学史，使学生体会科学家对物理知识的探索过程，学习他们坚持不懈的科学精神.

教学重点：动量定理的内容及推导过程.

教学难点：用动量定理解决生活中的实际问题.

教学过程

新课引入

师：在日常生活中，有不少这样的事例，细心的同学应该都见到过：跳远运动员要跳在沙坑里；跳高时要在运动员下落的地方放上海绵垫；从高处跳下的人，落地后双腿往往要弯曲；轮船的边缘以及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等等，这些措施的共性是什么呢？而在某些情况下，我们又不希望这样，比如要用铁锤钉钉子，不能用木棰钉钉子，这又是为什么呢？通过我们今天的学习来探究其中的奥秘.

（从生活现象引入，激发学生的的求知欲望.）

实验：准备两个鸡蛋，一块海绵和一块塑料布.让两个鸡蛋从一米的高度落下，分别落在地上的塑料布和海绵上，观察鸡[JP3]蛋是否会碎.（落在塑料布上是为了保持地面的卫生，容易清理.）

有的学生认为都会碎，有的学生认为掉在海绵上的不会碎.分别找两个同学到前面来进行实验，班里的同学共同观察实验现象.

现象：掉在地上的鸡蛋碎了，掉在海绵上的鸡蛋完好无损.

师：通过今天学习的动量和动量定理，我们就会解释上面的现象了.

（将生活中的现象展现在学生面前，并与本节课的知识建立联系，让学生体会到物理知识的重要作用.）

师：上节课我们“探究碰撞中的不变量”发现，对于碰撞的两个物体来说，它们的“mv”的矢量和在碰撞前后很可能是不变的，对于各种形式的碰撞都是这样.也就是说，两个物体碰撞时，一个物体的mv减少了，另一个物体的mv一定会增加，而且它的增加量与前一个物体的减少量相等.这使我们意识到，mv这个物理量具有特别的意义.物理学中把它定义为动量，用字母p表示，p=mv.由于速度是矢量，所以动量也是矢量，动量的方向与速度的方向相同.

（以上节课为基础引入动量的概念，并强调动量的矢量性，为动量定理的学习做铺垫.）

师：动量的得出是经历很多科学家的研究和发展的.最先提出动量概念的是法国科学家笛卡儿，他继承了伽里略的说法，把物体的大小（质量）与速率的乘积叫动量，并认为它是量度运动的唯一正确的物理量.不过笛卡儿忽略了动量的方向性.尽管如此，它的工作还是给后人的继续探索打下了很好的基础.1668年，惠更斯发表了一篇题为“关于碰撞对物体运动的影响”的论文，总结了他对碰撞问题的实验和理论上的研究.结论是：“每个物体所具有的‘动量在碰撞过程时可以增多或减少，但是它们的量值在同一个方向的总和却保持不变，如果减去反方向运动的话.”他在这里明确指出了动量的方向性和守恒性.牛顿把笛卡儿的定义做了修改，即不用质量与速率的乘积，而明确的用质量与速度的乘积定义动量.这样就可以更清楚的表述碰撞前后动量的关系.科学前辈们就是在追寻不变量的努力中，逐渐建立了动量的概念.我们也要学习它们不断探索和专研的精神.

（通过动量概念建立的学史介绍，一方面让学生了解物理学中概念的建立是要经历科学的探究过程，另一方面渗透他们科学探究的坚持不懈与勇于探索精神.）

师：使一个物体产生动量需要什么条件？

生：它要有质量并产生一定的速度.

师：那么一个给定质量的物体，如何能产生速度呢？

生：要给它一个力的作用.

师：很对，可见物体产生动量是离不开力的作用的.那么我们就来研究一下力是怎样使物体发生动量改变的呢？让学生小组讨论.

师：下面我给出一个具体的物理过程，来帮助同学们进行分析.一个质量为m的物体放在光滑水平面上，给它一个恒定的力F作用，使物体运动起来，在一段时间t的作用下，物体由速度v1达到了速度v2.

生：物体运动过程的加速度a=[SX（]v2-v1[]t[SX）]，根据牛顿第二定律：F=ma=m[SX（]v2-v1[]t[SX）]，动量p=mv，所以Ft=p2-p1.

师：同学们得到的式子是正确的.等式的右边是物体动量的变化量，等式的左边是力与力作用时间的乘积，这个乘积等于物体动量的变化量.这个式子说明：力越大、作用时间越长，物体的动量增加得越多.可见Ft这个量反映了力的作用对时间的积累效应.物理学中把力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，用字母I表示，I=Ft，它也是一个矢量，冲量的方向与力的方向相同.这样，同学们刚才得到的式子就可以写成I=p2-p1，这个式子表明：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受的力的冲量.这个关系叫做动量定理.

（让学生亲自推导动量定理，会加深他们对动量定理的理解和掌握.）

师：下面我们就来用这节课学习的动量定理的知识来解释老师课前列举的生活现象.首先老师带领大家解释一下鸡蛋落在海绵上没有碎的现象.落在地上和落在海绵上的鸡蛋具有的初速度都是零，它们落下后的末速度也是相同的，说明它们的初动量和末动量都相同，因此它们动量的变化量是一样的.而落在海绵上的鸡蛋由于受到了海绵的缓冲作用，作用的时间比落在地面上的时间要长一些，根据动量定理，动量改变量相同，作用时间长的作用力比较小，因此鸡蛋落在海绵上受到的力小不容易碎.

总结：这节课我们学习了动量和冲量以及动量定理的内容，并且学会了用动量定理解释身边的生活现象.那么请同学[JP3]们课后试着解释一下老师课前列举的那些现象，作为课后作业.

本节课着重体现了将生活现象融入物理课堂教学的想法，用周围生活的现象激发学生的学习兴趣和求知欲望.并且在学习本节课的知识后又能让学生应用和解释这些生活现象，将物理知识与生活完好的结合起来.