动量变化与冲量的关系 教学设计

动量变化与冲量的关系 教学设计（精选3篇）

动量变化与冲量的关系 教学设计 篇1

（共二课时，第一课时）

宜春一中物理组

教学设计思路

以生活实例引入—通过活动体验引起兴趣—用已有知识分析推理，得出关系式—通过体验活动建立概念，发现规律—反观实验现象予以解释—学生活动体验,体会其中道理—推广应用(体现物理就在身边，突出物理规律的实用价值)教学目标 知识与技能

1、理解动量、冲量的概念以及冲量和动量的矢量性，理解动量变化的概念。会正确计算一维的动量变化。

2、能推导出动量定理的表达式。

3、会用动量定理解释有关现象和处理有关问题。过程与方法

1、通过鸡蛋受到撞击过程的分析，掌握理论分析论证的方法。

2、把动量定理运用于变力及非匀变速运动的情况，体会动量定理的普适性。情感、态度与价值观

通过动量定理的实际应用，增强对物理知识的亲近感，提高学习物理的兴趣。教学重点

1、动量和冲量的概念。动量定理的推导。

2、利用动量定理解释有关现象。教学难点

1、对冲量和动量概念的理解。

2、动量变化的计算。

3、用动量定理分析打击和碰撞类问题。教学方法

1、通过演示实验和多媒体教学，设置悬念，激发学生兴趣。

2、设计学生体验活动,提高学习兴趣。

3、通过实例分析，使学生学会求解动量、冲量和动量的变化等有关问题。教学用具

多媒体

生鸡蛋两个

海绵

瓷盘

纸带

钩码

笔帽 玩具手枪（含子弹）纸靶等 教学过程

一、新课引入

情景导入,设疑激趣

视频（片段）展示同学们熟悉的场景：足球场上，齐达内一个漂亮的“狮子摇头”把球顶进了红队的球门，场上一片欢呼。但是，如果飞来的是一个石块，哪怕石块的质量比足球要小，他还敢去顶吗？为什么呢？

师：同学们能否讲出一些道理来？

学生思考讨论,提出自己的看法,教师简短评价。

师：同学们目前可能还无法正确地回答这个问题，那么，这里面隐藏着什么物理原理呢？让我们共同来探究其中的奥秘。

板书课题：《探究动量变化与冲量的关系》

二、新课教学

创设情境,自主参与,积极主动,发散思维

香港每年举行中学生趣味科学比赛，其中有一个“鸡蛋撞地球”的比赛项目，要求参赛者设计一个保护装置，使鸡蛋从大约13米的高度落地后完好无损。多年来产生了许多很好的创意。如果你应邀参赛，会设计怎样的方案？鼓励同学们讨论并迅速设计，报告后教师予以点评并简单提问。

从学生设计的方案中选择简单的一种进行演示。直观比较,加深印象,理论分析,推导有据

演示：让鸡蛋从相同高度自由下落至海绵垫上或瓷盘中，比较现象的差异。提出问题：此现象中又隐藏着什么道理？

理论分析与推导：引导学生回顾动力学相关知识，分析鸡蛋落到两种材料物体上的运动状态变化情况，并作适度夸张图说明，假设鸡蛋所受力为恒力, 利用牛顿第二定律和运动学知识进行推理，学生推导，教师巡视指导。

假设鸡蛋受力为恒力,则F=ma=mΔ

（一）、动量和冲量

V/t，变形可得Ft=mΔV=mVt－mV0 观察表达式，发现F与t的乘积等于mv这个量的变化量，那么Ft是什么?mV又是什么?它们各有什么物理意义？

1、动量

物理学中，将mv叫做物体的动量，它具有什么物理意义呢? 游戏导入,兴味盎然,直观可感,印象深刻

[演示]取几颗弹丸，分发给学生传看。将一颗弹丸装入玩具手枪，一手持枪，一手持纸靶，沿平行于黑板的方向击发：弹丸穿透纸靶。接着佯装再次装弹(不让学生知道实际是空膛)，声明：数到“三”时开枪，然后缓缓地数出“一、二、三”，举枪指向某一区域的同学，不等枪响，手枪所指区域的同学即已做出或抵挡或躲避的防御反应。

【问答式讨论】 层层递进,解读探究

问：你们躲避什么?为什么要躲避? 学生答

问：刚才传看弹丸时，为什么不躲不闪? 学生答

问：空气中的气体分子具有很大的速度(可达105m/s)，它们无时不在撞击着我们最珍贵也是最薄弱的部位——眼睛，为什么我们却毫无知觉? 学生答

问：手枪所指区域以外的同学，为什么没有做出防御反应? 学生答

【讨论总结】可见，运动的物体能够产生一定的机械效果(如弹丸穿透纸靶)，这个效果的强弱取决于物体的质量和速度两个因素，而且这个效果只能发生在物体运动的方向上。为了描述运动物体的这一特性，物理学上引入了动量这一概念。

多媒体展示：

一、动量（P）：

1.定义：物体的质量与它的速度的乘积叫做物体的动量。2.表达式：P=mv 单位—千克米每秒（kg ·ms-1）3.动量是状态量，对应某个时刻或位置。

动量包含了“参与运动的物体”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。

大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动。显然，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念。4.动量是矢量，方向与速度的方向相同。

动量的方向与速度方向一致，即与产生机械效果的方向一致。

综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。【巩固练习】 即时练习

一胖一瘦两人在操场上以相同的速度跑百米，如果你不小心被撞，更害怕被谁撞上？为什么？(学生回答)投影练习

一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量各是多少？有没有变化？（抽学生回答）

2、冲量

刚才式中的Ft是什么?物理学中把Ft叫做冲量，它又具有什么物理意义? 展示冰球图片，组织学生讨论

问：要使静止的冰球获得动量可采用什么方法？（学生讨论）答：施加作用力，并持续作用一段时间。事例导入,具体可感,明确意义,弄清实质

光滑冰面上，为使静止冰球获得相同的动量，可以用球棍猛力击打或拿球棍用较长时间推它。

分析归纳：使物体获得一定大小的动量，既可以用较大的力作用较短的时间，也可以用较小的力作用较长的时间。

顺势归纳,总结提升

【结论】持续作用在物体上的力，可以产生这样的效果：使物体动量发生变化。这一效果的强弱由力的大小F与持续作用时间t的乘积Ft来确定，这个乘积就叫做力的冲量。

多媒体展示：

二、冲量 I 1.定义：在物理学中，物体受到的力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。2.表达式：I=F t，单位—牛〃秒（N 〃s）

3.冲量是过程量，对应一段时间或某个过程。

冲量描述的是力在时间上的累积效果。如作用在静止物体上的一定大小的力，如果持续时间越长，则使物体获得的动量越大。这就是说，力的冲量是在时间进程中逐渐累积起来的。冲量总是指力在某段时间进程中的过程量，说某一时刻的冲量是没有意义的，所以，理解时要兼顾力和时间两方面的因素。

4.冲量是矢量，方向与力的方向相同。

如果力的方向是恒定的，则冲量的方向与力的方向一致。【巩固练习】

即兴举例,贴近生活,增强学生对知识的亲近感 某同学（随便指一位同学）质量为

m,坐在座位上上了一节课(时间为

t)，他（或她）所受重力和支持力的冲量各是多大？方向如何？

学生分析回答：两力都有冲量。那他（或她）为什么依然静止？即动量保持不变?(问而不答,留疑待解)

3、动量定理 概念为基,自然升华

引导学生反观推导出的表达式Ft=mVt－mV0，结合冲量与动量的定义得出：冲量等于动量的变化量。

设疑：式中冲量是谁的？动量变化量又是谁的？ 学生回答：冲量是合外力的，动量变化是受力物体的。

归纳：物体所受的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。如刚才这位同学之所以仍然静止是因为他（或她）所受合外力的冲量为零，动量不发生变化。顺次得出动量定理的内容和表达式。多媒体展示：

三、动量定理

1.内容：物体所受的合外力的冲量等于物体动量的变化。2.表达式：I=F t=△P 由上式可知合外力的冲量引起受力物动量的变化，它们之间存在因果关系，3.因果关系：冲量——因

动量变化——果

4.矢量性:公式中各矢量的方向可以用正、负号表示，首先要选定一个正方向，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。

【规律应用】

1、巩固练习及时应用,加深理解

一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞时间0.01s，则障碍物对钢球的平均作用力是多少？方向如何？（学生分析解答）

2、解释前面部分有关现象 照应前文,学以致用,体会成就感 鸡蛋下落是否会被碰破的问题。

鸡蛋从某一高度下落，分别与瓷盘和海绵垫接触前的速度是相同的，也即初动量相同，碰撞后速度均变为零，即末动量均为零，因而在相互作用过程中鸡蛋的动量变化量相同。而两种情况下的相互作用时间不同，与瓷盘相碰时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长。由Ft=△p知，鸡蛋与瓷盘相碰时作用力大，会被碰破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而依然完好。

运动员敢用头顶飞来的足球而不敢顶飞来的石块的道理。（由学生根据所学知识加以解释）

亲身体验,感受真实,提高学生参与度

学生体验活动1：两同学在讲台上互传篮球,观察他们的接球动作：屈臂沿篮球飞来方向接球，这种接球手法俗称“弹簧手”。这里面又隐藏着什么道理？（学生思考，同桌可讨论，并由表演学生根据所学知识及体验加以解释）

3、应用举例

举例说明,体现生活与物理的密切联系

在日常生活中，有不少类似的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海绵垫子；从高处往下跳，落地时双腿会本能地弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等。(教师先举几例抛砖引玉，学生再思考举例，穿插播放图片)而在某些情况下，又需要增大作用力，比如钉钉子用铁锤而不用橡皮锤。

学生体验活动2：让学生拿出事先准备好的纸带，在纸带上压一物体（如橡皮、笔帽等），缓慢或迅速抽出纸带，比较物体运动状态变化的差异，分析原因，做出解释，体会动量定理的魅力。(教师先演示，之后学生体验并思考回答)用动量定理解释现象可分为下列三种情况： 多媒体展示：

5、对公式的辨析

(l)△p一定，t短则F大，t长则F小；(2)F一定，t短则△p小，t长则△p大；(3)t一定，F大则△p大，F小则△p小。

三、回顾与小结 总结反思,拓展升华

由学生对本节课内容进行简要归纳：主要学习了“两个概念、一个定理”，学生简述其内容，教师加以阐释，用多媒体展示要点。

指明后续目标：拓展应用。引发期待

关于动量定理的进一步拓展及其广泛运用，留待下一节课继续探究。

布置作业

1、继续思考设计鸡蛋撞地球项目方案，并验证其可行性。

2、搜集整理生产生活中动量定理的应用实例，下节课展示交流。

3、完成课后1、2 两题。

板书设计

探究动量变化与冲量的关系

理论推导：F=ma=mΔV/t Ft=mVt－mV0

一、动量 P=mv

二、冲量 I=F t

三、动量定理 I=Ft=△P 注：黑板右侧约三分之一区域内画鸡蛋下落接触海绵垫至速度减为零过程的示意图及一些强调的要点等临时性内容。教学反思

本节通过对“两个概念，一个定理”的探究学习与简单运用，使学生初步掌握动量与冲量的计算及其矢量性，会进行一维动量定理运算并能解释相关的简单现象。为其更广泛的应用奠定基础，体现学以致用的特点。同时，利用演示实验、学生体验活动和多媒体教学等激发学生兴趣，通过用所学知识解决有关问题的过程体会成就感。活跃课堂气氛，提高课堂教学效率。

说明:

l、本节课的重点之一是动量定理的物理意义。动量定理是由牛顿第二定律导出的，学生对于这个推导过程没有什么困难。但是，有两点学生不容易理解：第一，动量定理与牛顿第二定律的区别何在?第二，有了牛顿第二定律为什么还要动量定理?应该使学生明确，牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用效果，而由它所导出的动量定理是力的持续作用的效果，在推导过程中出现的F和t“融为”一体，这就是冲量。恒力作用有冲量，变力作用也有冲量。只要物体受到的冲量相同，而无论力大还是力小，其动量变化就一定相同。这样，即使在作用力比较复杂的情况下，牛顿第二定律难以应用时，动量定理却完全可以应用。

2、动量定理和现实生活的联系比较紧密，在教学中可多举一些学生熟悉的例子，让学生应用动量定理做出定性的解释。让他们感到物理就在身边，体现物理学以致用的特点。

3、对教学设计的几点建议：

(1)、用教材上鸡蛋下落的演示实验进行理论推导，以激发学生兴趣。

(2)、对于缓冲问题中的“作用时间较长”，非缓冲问题中的“作用时间较短”的结论，学生往往会问：你怎么知道时间的长和短？ 比如1s与0.01s尽管相差百倍，但在实际问题中要靠人直接“感受”出来是很困难的。在有条件的学校，建议制作多媒体课件，对作用时间进行“放大”予以比较，或者用摄像机将缓冲与非缓冲的实验拍摄下来，通过放“慢镜头”来放大作用时间以比较其不同，使学生能够从中“感受”到由于作用时间的不同导致作用力的不同。

动量变化与冲量的关系 教学设计 篇2

一 教育教学中的师生关系概述

师生关系是指“教师和学生在教育教学过程中结成的相互关系, 它包括彼此相处的地位、作用和相互对待的态度等”, 由教育关系、情感关系和伦理关系三个层面构成。教育关系是师生关系的核心, 教师承担执“教”的角色, 学生承担求“学”的角色, 双方为了完成共同的教育任务而结成一种教育关系;情感关系是教师和学生之间的情感交流, 在交往中会自然产生一定的心理依附关系;伦理关系是教师和学生共同构成一个特殊的道德共同体, 各自承担一定的伦理责任, 履行一定的伦理义务。“从纵向上来看, 师生关系具有三个不同的层次, 即特定的工作关系、自然的人际关系和深层次的社会关系。这三者交互作用构成了现实的师生关系。”在教育教学中, 教师与学生不仅是教与学的工作关系, 而且他们通过彼此接触和深入交往, 形成人与人之间的自然人际关系, 且他们都是社会中的人, 把师生关系放在社会大背景下, 它或多或少带有社会关系的烙印。

我国古代有重视培养和建立良好师生关系的传统, 如《礼记·学记》中对“教学相长”概念的提出;韩愈著《师说》:“道之所存, 师之所存”等, 但是整体上仍以师道尊严、教师权威的师生关系为主。在现代的教育教学中, 更加重视师生关系对有效教学的影响。赞科夫说:“就教育工作的效果来说, 很重要一点是看师生关系如何。”从某种角度而言, 师生关系就是教育质量, 融洽的师生关系是激发学生的催化剂, 是提高教育教学效率的根本。传统的师生关系已不能适应现代教育的需要, 应该建立一种新型的师生关系, 但这种师生关系尚属应然状态, 而未达到实然状态。

二 教育教学中师生关系的变化及存在的问题

自五四运动以来的一百多年里, 受国内外教育思潮、国内社会政治形势等的影响, 教育教学中的师生关系发生了多次变化, 每一时期的师生关系都有其特点, 亦存在许多问题。

1. 各时期教育教学中的师生关系变化

第一, 五四运动至新中国成立前夕 (1919~1949年) :这一时期, 欧洲的新教育运动和美国的进步主义教育运动继续发展, 国内新民主主义教育兴起, 民主与科学的思想得到广泛传播, 形成了以学生为中心的师生民主平等思想占主流地位的时期, 由于受西方实用主义教育思想的影响, 也重视教师的指导作用。批判旧的、不利于学生发展的师生关系, 主张“师生之间应是‘人’的关系, 应进行全面的人格与人格的沟通”。这一时期也存在着片面强调学生的地位和“学”的作用, 但从整体上看, 这是师生关系从传统走向现代的时期。

第二, 新中国成立后至“文化大革命”前 (1949~1966年) :国外出现要素主义、存在主义、结构主义等众多教育思潮, 国内教育取得很大的进步, 但教育过多地受思想政治运动影响, 因此师生关系中也有浓厚的政治色彩, 这一时期, 强调教师在教学中的主导作用, 初步确立了以教师为主导的师生民主平等思想。

第三, “文化大革命”时期 (1966~1976年) :这一时期, 世界各国重视科学教育和教育改革, 但我国基本停止了与国外各种新教育思想的交流, 由于政治原因, 师生关系成了“资产阶级知识分子”与革命学生之间的敌对关系, 学生批斗教师, 师道尊严被摧毁, 尊师爱生的师生关系遭到扭曲和破坏。

第四, 改革开放前期 (1978~20世纪90年代中期) :国外较流行学习化社会、教育个性化、后现代主义等教育思潮, 我国受国外教育改革的影响, 把教育放到了重要地位, 这一时期, 主张建立尊师爱生、民主平等、教学相长的师生关系, 虽提出以学生为主体的思想, 但在现实师生关系中还没有凸显出来。

第五, 改革开放近期 (从20世纪90年代中期至今) :世界教育改革向终身教育、创新教育、个性教育等方面发展, 国内大力推进素质教育, 确立以学生为本的教育科学发展观, 民主平等、尊师爱生的理念被师生共同接纳。我国师生关系现状总体良好, 但也存在不少问题, 如师生间沟通少, 感情隔膜;学生对师生关系满意度低等。

2. 教育教学中的师生关系存在的问题

各时期师生关系的变化特点显示出了它们共同存在的问题, 即单极化非对称, 即教育教学中的师生关系存在着教师和学生交流单极化、地位不平等的问题。师说生受是课堂教学中最普遍的现象, 教师与学生单极化的交流, 既不利于学生自主性和能动性的发挥, 也不利于教师对学生的了解。不管是师生关系的天平向教师一方倾斜, 使得学生顺从于教师, 还是“文化大革命”时期学生对教师的大肆批斗, 都是教师和学生地位不平等的表现。虽然现在民主平等的人际关系已经成为社会的主流要求, 在新的教育政策中被提到, 但是“长期扩大化的‘师道尊严’压制了学生的主体地位, 形成了教师外在权威与学生权利在一定程度上的对立”, 师生关系中的民主平等依然没有达到实然状态。此外, 学生存在“厌学”“厌师”情绪, 教师主导角色受到挑战, “尊师重道”精神日益走向式微;教师的内在权威不够, 自身德性修养不高, 当前师生关系趋向冷漠且带有功利主义色彩。

三 新时期新型师生关系的建构

1. 学校营造良好的教育气氛

“教育的成功与否往往取决于生活环境中一定的内部气氛和教育者与受教育者一定的情感态度, 我只是一般地称之为教育气氛。”如果想影响单独的学生, 就必须先影响他所在的教育集体, 让整个教育活动充满良好的教育气氛, 给学生健康发展的空间。创设民主宽松、积极进取的学校文化氛围, 营造爱与信任的教育氛围, 有利于学生从自尊感的源泉中汲取力量, 顺利完成求学的任务, 也有利于激发教师的工作动力, 承担好执教的角色, 更好地协调师生之间教与学的工作关系;教师与学生作为单个人在良好教育气氛中相互交往, 彼此信任和尊重, 与心灵交流, 建立起和谐的自然人际关系;特定的社会和文化背景会影响教育氛围, 如果学校能营造平等、民主、和谐、愉悦的教育氛围, 那么教师与学生在这种氛围中建立的良好的社会关系, 反过来也能推动整个社会和文化的进步, 因为影响是双向的。

2. 以教师为主导, 建构新型师生关系

第一, 教师的理解与宽容。教育工作周期较长, 教师与学生之间交往的机会较多, 彼此之间就可能留下情感的印记, 或亲密愉悦, 或反感厌恶。因此建构新型师生关系的前提就是教师对学生的理解与宽容, 这有助于在教育教学结构中形成双向互动和有意义的心灵沟通。雅斯贝尔斯曾说:“教育是人的灵魂的教育, 而非理智知识和认识的堆集。”只有人与人之间心灵的对话, 教师与学生才会彼此心灵相容、感情真挚, 才会使师生关系得到和谐、愉悦的发展。

第二, 教师权威思想的转变。一个教师没有一定的权威不可能管理好学生, 但是教师过于权威也会压抑学生的发展。教师权威的来源有两种:一种是教育制度所赋予的外在权力;一种是源自教师内在的威望。古人云:“教然后知困”“弟子不必不如师, 师不必贤于弟子, 闻道有先后, 术业有专攻”, 教师要打破外在的权威, 必要时向学生请教, 这样既可得到学生的尊敬, 又可提高学生独立思考与判断的能力。教师滥用外在权威只会让学生更加反感, 因而教师要努力提高内在权威, 这种令学生信服的权威, 可密切师生间的关系, 加深相互间交流, 有利于新型师生关系的建构。

第三, 提高教师德性修养。教师德性是指:“教师在教育教学过程中不断修养而形成的一种获得性的内在精神品质, 既是教师人格特质化的品德, 也是教师教育实践性凝聚而成的品质, 是一种习惯于欲求正当之物和选择正当之行为去获取正当之物的品质。”教师善, 是对学生人格的尊重, 是善的行为, 使学生从中受益。教师德性的最高境界是“止于至善”, 包括至德善、至智善、至美善、至圣善、至体善, 教师可以至一善, 也可以五者兼而有之, 有利于学生人格的充分发展, 教师和学生在人格上的平等。教师公正, 关乎着学生能获得理应获得的学习条件和教师关注, 能激发起学生对教师的亲切感、安全感、信赖感等。教师责任, 是一种完全自愿的行动, 关心学生的学习, 把学生的一切作为其工作的中心。若教师不是以学生的发展为己任, 而只是以领取工资为工作目的, 以物质来衡量师生之间的感情, 那么势必会使师生关系淡漠、带有功利化色彩, 因此要增强教师责任感。提高教师的德性修养, 不仅有利于教师自身素养的提升, 也有利于新型师生关系的建构。

3. 以学生为主体, 积极建构新型师生关系

第一, 学生要尊师重道。中国教育历来重视师道尊严, 从“天、地、君、亲、师”中就可以看出古代学生对教师的尊敬, 但是这种要求学生半隶属于教师的严格的师道尊严, 对于现在的师生关系而言确实有点苛求。回归到现代社会, 学生知识的习得来源于教师的教授, 尊师必定成为学生的应然态度, 但应是在民主平等基础上的尊师重道, 只有这样, 才能更好地建构新型师生关系。

第二, 注重沟通的需要。沟通是心灵的桥梁, 教师与学生同在一个教育结构中, 学生作为受教育者, 在学校的学习和生活上都有可能遇到各种困难, 因此需要多与教师进行沟通和交流。而现实的情况是, 学生很少与教师倾诉心里话, 在“一师多生”的班级授课制现状下, 学生需要克服惧怕心理, 大胆接近教师, 克服封锁内心, 对教师敞开心扉。主动与教师沟通, 把自己的想法和学习生活中的困惑告诉教师, 这样教师才会更清楚地了解学生情况, 各因其所长而教之者也, 和谐、愉悦的新型师生关系就在沟通中建构起来。

第三, “弟子壹学”, 承担好求“学”角色。“弟子壹学”, “壹”, 即“执持精神坚固”之意, 在教育教学过程中, 学生要专心致志地学习, 提高自觉性和自主性, 承担好求“学”的角色。学生积极主动建构自己的知识体系, 发掘自己的潜力, 在与教师相互尊重、合作、信任中全面发展自己, 获得成就感的体验, 获得人际关系的积极实践, 在建构新型师生关系的过程中, 学生要发挥主体作用。

总之, 师生关系对于教学有着重要影响, 它渗透在教育教学的全过程, 所谓“亲其师, 则信其道”, 学生首先要喜欢这个教师, 才会对教师传授的知识产生认同感, 由此便可看出良好师生关系对于教育教学的重要性。各时期的师生关系总有自己的特点和存在的问题, 从问题出发, 建构新型师生关系需要学校、教师、学生等多方面的努力, 也需要社会制度、教育制度等多个方面的改革。

参考文献

[1]陈桂生.师道实话[M].上海:华东师范大学出版社, 2004:59[1]陈桂生.师道实话[M].上海:华东师范大学出版社, 2004:59

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[3]范寅虎.学校教育中的师生关系之我见——兼与孙喜亭教授商榷[J].教育理论与实践, 2001 (3) :60～62[3]范寅虎.学校教育中的师生关系之我见——兼与孙喜亭教授商榷[J].教育理论与实践, 2001 (3) :60～62

[4]邵晓枫.百年来中国师生关系思想史研究[M].成都:四川大学出版社, 2009:71[4]邵晓枫.百年来中国师生关系思想史研究[M].成都:四川大学出版社, 2009:71

[5]王俊菊、朱耀云.中国师生关系观的历史嬗变与现代审思[J].当代教育科学, 2010 (19) :51～53[5]王俊菊、朱耀云.中国师生关系观的历史嬗变与现代审思[J].当代教育科学, 2010 (19) :51～53

[6]O.F.博尔诺夫著.教育人类学 (李其龙等译) [M].上海:华东师范大学出版社, 1999:41[6]O.F.博尔诺夫著.教育人类学 (李其龙等译) [M].上海:华东师范大学出版社, 1999:41

动量变化与冲量的关系 教学设计 篇3

由于引起汽包水位变化的因素非常多,如锅炉负荷、燃烧工况、给水压力以及汽包特有的虚假液位等现象,简单的回路控制难以满足其对控制的要求,引用三冲量串级调节势在必行。因此在2. 4亿Nm3/ a焦炉煤气制液化天然气装置中,为了准确安全地对汽包进行控制,采用了三冲量串级控制,与和利时DCS软件的优势结合,使组态和控制达到要求[1]。

1设计方案

汽包三冲量控制系统工艺仪表流程如图1所示。

三冲量给水控制方案是一个多变量串级控制系统,一般三冲量控制是针对汽包进行调节的,三冲量就是3个测量参数( 汽包液位、给水流量和蒸汽流量) 。其中以汽包液位作为主控信号,蒸汽流量信号作为前馈信号,给水流量信号作为反馈信号,构成一个前馈 - 反馈负荷控制系统。

从物质平衡的观点出发,只要给水流量和蒸汽流量的比值保持不变,就等于保证了汽包液位稳定不变。因为蒸汽流量是引起液位变化的一个因素,是重要的干扰因素,当蒸汽流量发生变化时,采用比值控制系统使得给水流量跟踪蒸汽流量作相应变化,保证汽包液位稳定,这就是一个典型的前馈控制系统。而从反馈控制的思想出发, 将汽包液位信号作为被调量,对给水流量进行调节,构成单回路反馈控制系统。三冲量控制系统将前馈和反馈系统结合起来,极大地提高了液位控制效果。当蒸汽流量突然增大时,按比值控制要求给水流量加大,然而形成的水泡现象使得汽包出现了假液位暂时升高,又要求系统调节器减少给水量。实际的给水量取决于系统的参数设定,得到合理的平衡,这样就能很快削弱虚假液位,使蒸汽流量和汽包液位能正确地进行调节。 三冲量给水控制方案如图2所示。

2汽包液位测量方法

汽包液位的准确测量是确保汽包安全工作的重要条件之一。锅炉汽包属于压力容器,其内部压力比较大,而液位允许的波动范围比较小,这就决定了汽包液位测量的重要性和复杂性。根据工艺仪表流程图可以看出设计已将液位低低作为了紧急停炉的一个主要条件,为此,对于汽包液位的测量一般同时采用多种方法来确保结果的准确性[2]。

2.1平衡容器与差压变送器配套测量

根据液体静力学原理,通过测量变动液位和恒定液位之间的静压差,将差压信号通过差压变送器线性转换为4 ~ 20m A直流电信号值进入DCS系统供显示、控制之用。由于汽包液位与汽包压力密切相关,现普遍采用具有汽包压力补偿作用的平衡容器和差压变送器配套测量,原理如图3所示。

2.2内置电极传感器测量

汽包液位内置电极传感器是根据多年实践经验研制的一种新型测量高温高压容器内水位的装置,已经获得了国家发明专利。该液位测量装置首次将超纯陶瓷电极传感器置于汽包内,利用汽、 水导电度的差异来判断水位变化情况,再利用铠装导线和机械密封以及补救泄漏的措施解决了其密封、绝缘问题,实现了直接测量汽包液位的目的。该液位计成为汽包液位测量的基准表和实验仪表,不仅精确度高,而且安全可靠。

2.3玻璃管液位测量

玻璃管液位计一般就是就地指示仪表,结构简单,价格低廉。它是将汽包液位和玻璃管液位计连通,通过观察玻璃管液位得知汽包液位。

3蒸汽流量和给水流量的测量

蒸汽流量和给水流量一般都采用差压法进行测量,使用标准节流装置,然后对流量进行温度或压力补偿,从而得到准确的流量数据。再通过差压变送器线性转换为4 ~ 20m A直流电信号值进入DCS系统供显示和控制之用。

4DCS系统设计

2. 4亿Nm3/ a焦炉煤气制液化天然气装置采用和利时的DCS控制系统,主要由工程师站、操作站和控制站组成。在DCS组态过程中,主要包括I/O卡的配置、方案控制图、流程图显示及趋势图等。首先根据现场变送器的信号类型来选择匹配的I/O卡,将现场信号引入DCS系统中,然后根据功能块编制控制方案。

汽包液位采用3个液位计LT02131A/ LT02131B / LT02131C ,通过三选二,再平均的液位作为控制输入信号,然后进入主调节器LC02131。 蒸汽流量经过温压补偿运算后送入主调节器LC02131 , 形成前馈控制 。 主调节器的输出作为副调节器FC02302的设定值,构成串级控制系统,输出控制给水调节阀FV02132。

5结束语