湖南省中小学课程资源教学设计基础课程信息学科物理年级二年级学期秋季主题动量定理教材名称：物理学选修必修课1出版社：人民教育出版社出版时间：2019年6月教学目标【物理概念】能从牛顿运动定律和运动学公式中推导出动量定理的表达形式；理解动量定理的确切含义，知道动量定理适用于变力。【科学思维】能运用动量定理解释有关现象、处理有关问题。【科学探究】通过动量定理的探究过程，尝试用科学探究的方法研究物理问题，认识到物理模型工具在物理学中的作用。【科学态度与责任】有参加科技活动的热情，有从生活到物理、从物理到生活的意识。 教学内容 【教学重点】 （1）动量定理的推导及对动量定理的理解 （2）用动量定理解释一维情形下有关现象及定量分析。 【教学难点】动量定理的矢量性质，即如何正确理解“合力”外力的冲量等于物体的“动量变化量”。特别是方向的一致性，即合力外力的冲量方向与动量变化量的方向一致。 教学过程 【新课介绍】让粉笔从同一高度落到水泥地面和地上铺着的厚布上，观察会出现什么现象。 结果：落到水泥地面上的粉笔断了，而落到铺着厚布的地面上的粉笔没有断。 思考：为什么会出现这两种不同的现象？ 【新课教学】温故而知新。 在前面学过的动能定理中，我们知道动能的变化是由于力位移的积累，也就是力做功的结果。那么，动量的变化又是什么原因造成的呢？ 问题探究 问题场景：设一质量为m的物体在恒定的合外力F作用下作匀速加速直线运动，初速度为v，经过一段时间t后，速度变为v′。试探究合外力F的表达式。
由牛顿第二定律我们知道：F=ma，加速度：，即可以推出Ft=mv-mv0=Δp（类比动能定理，可以导出冲量的概念）。 Ft=mv-mv0=Δp。 描述物体动能变化量的物理量是功，那么描述物体动量变化量的量是什么呢？ --------引入冲量的概念。 冲量 1.定义：物理学中，力与力作用时间的乘积叫做力的冲量。 2.公式：I=Ft 3.单位：牛顿·秒（N·s） 4.意义： （1）冲量是矢量，在力的方向不变时，它的方向与力的方向相同。 （2）冲量是一个过程量，是力对时间的累积作用。 （3）冲量不同于功恒定力在一段时间内可以不做功，但一定有冲量。 问题：根据图像，怎样计算恒定力F0在时间t内的冲量？ I=F0t 思考：如果F是变力，怎样计算它的冲量？ 微分法：从图中可以看出，Ft图像与时间轴之间围成的“面积”的大小，代表了相应时间t0内力F0的冲量的大小。（微分法是高中物理中的重要方法，用于解决变力冲量） 我们可以把碰撞过程细分为许多短过程，在每个短过程中高中物理动量定理习题，作用于物体的力变化不大。这样，就可以将Ft=Δp应用到每个短过程中。将应用到每个短过程中的关系相加，就可以得到整个过程的动量定理。 在应用Ft=Δp处理变力问题时，公式中的F应该理解为作用时间内变力的平均值。
计算冲量时，要明确分清计算的是哪种力，还是合外力对物体的冲量。I=Ft只能算恒定力的冲量，如果合外力是变力，那么F应该理解为变力的平均值。 动量定理的内容是类比动能定理的定义推导出来的。1.内容：在一个过程中，力对物体的冲量等于它在这个过程开始和结束时动量的变化量，这就是动量定理。2.表达式：Ft=mv-mv03.动量定理的理解：（1）它表明合外力的冲量是引起动量变化的原因；（2）动量定理是矢量公式，合外力冲量的方向与物体动量的变化方向相同。 （3）动量变化率：动量的变化量与发生时间的比值。由动量定理我们可知，动量变化率等于物体所受的合力。动量变化越快，物体所受的合力越大，反之越小。当动量均匀变化时，物体所受的合力为一个恒定的力。 5、动量定理的应用 【思考】让粉笔从同一高度落到水泥地面和地上的厚布上，观察会发生什么情况。结果：落在水泥地面上的粉笔断了，而落在地上盖有厚布的粉笔没有断。当粉笔从一定高度落下时，在接触水泥地面和厚布垫之前的速度是相同的，即初动量相同。碰撞之后，速度变为零，即最终动量为零，所以在相互作用过程中，粉笔的动量变化量是相同的。 但两种情况下的相互作用时间不同，与水泥地面碰撞时相互作用时间短高中物理动量定理习题，与厚布垫碰撞时相互作用时间较长。由Ft=Δp可知，粉笔与水泥地面碰撞时作用力大，会破碎，与厚布垫碰撞时作用力小，不会破碎。
问题：举例说明生活中还有哪些现象利用了动量定律？ 动量定律解释生活现象： 由Ft=ΔP可知： ①△P不变，t短时F大，t长时F小； - 缓冲装置 ②t不变，△P大时F大，△P小时F小； ③F不变，t长时△P大，t短时△P小。 （通过举例，带领学生体会动量定律的运用，加深对动量定律的理解） 例：一个质量为m=0.18kg的垒球以水平速度?0=25米/秒飞向一根球棒贝语网校，被球棒击中后，又向反方向水平飞回，速度的大小变为?=45米/秒。 设球棒与垒球的作用时间为t=0.01s，计算球棒对垒球的平均力。分析：球棒对垒球的力是一个变力，而且力的作用时间很短暂，在这短暂的时间内，力先急剧增大，然后急剧减小到0。在撞击、碰撞等问题中，相互作用时间很短暂，力的变化就有这种特点。动量定理适用于变力的过程，因此可以利用动量定理计算棒球对垒球的平均力。【思路总结】利用动量定理解题的一般步骤1.确定研究对象2.对研究对象进行受力分析，确定所有外力及作用时间；3.求出物体的初状态和终状态，并确定对应的动量； 4.若初、终动量在同一直线上，取正方向，并给各力的冲量和初、终动量赋予正号或负号，以表示与正方向相同方向或相反方向；若初、终动量不在同一直线上，则利用平行四边形法则求解；5.根据动量定理解方程。
【动量定理的适用范围】 1.动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的变力。对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值； 2.动量定理不仅适用于匀速加速直线运动问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，把较难计算的问题变成较容易计算的问题； 3.动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。 动量定理的优点： 不考虑中间过程，只考虑初末状态。 6.课堂小结 备注： 教学设计至少应包含教学目标、教学内容、教学过程三部分，如有其他内容，可自行添加。