动量定理一、素质教育目标（一）知识教学重点1.理解动量定理的确切含义和表达2.知道动量定理适用于变力3.能由牛顿运动定律和运动学公式推导动量表达式4.能运用动量定理解释现象和处理有关问题（二）能力培养重点1.运用牛顿运动定律和运动学公式推导动量表达式2.结合实际，运用动量解释现象和处理有关问题（三）德育渗透重点渗透物理研究方法教育，培养学生的推理能力和理论联系实际的能力。（四）美育渗透重点从复杂自然界抽象出来的物理公式，具有一种形式美。二、学法指导充分利用演示实验，通过实验引入话题，通过实验分析问题，组织学生讨论。三、 重点 难点 疑问与解答 1.注重运用动量定理定性解释相关问题 2.难点 利用动量定理计算 3.疑问 恒定力的冲量与变力的冲量 4.解答 通过例题的分析与讲解，我们可以得出结论： （1）动量定理公式中的Ft为合外力的冲量。若外力都是恒定力，且作用时间相同，则合外力的冲量可先计算所有力的合力，然后乘以时间，也可先算出各个力的冲量，再根据矢量运算法则计算出所有力的合冲量。若各个外力作用于物体的时间不一样，则只能算出各个外力在相应时间内的冲量，然后计算所有外力冲量的矢量和。 （2）如果物体受到大小和方向都变化的力的作用，高中时我们不能直接用Ft来计算变力冲量，这时可以计算物体在力作用下动量p的变化大小和方向，用变力冲量代替。 四、课时安排 1节课 五、教具及学具准备 海绵垫、鸡蛋、橡皮擦、纸胶带、细铁丝、锤子等 六、师生互动活动设计 1、教师演示实验，设计适当的启发性问题进行引导和提示 2、观察并进行实验、讨论和分析。 7、教学步骤 （一）明确目标 （二）整体感知 本部分是上一节“冲量与动量”的延续，通过演示实验、定量公式推导，得到合外力冲量Ft和物体动量的变化情况。
3.虽然动量定理不能针对变力推导出来，但是要让学生很清楚，动量定理同样适用于变力。举例介绍恒力冲量和变力冲量的计算，总结利用动量定理解决问题的步骤。通过演示实验和学生实验，激发学生的学习兴趣，用动量定理解释现象、处理相关问题，培养理论联系实际的能力。 （三）学习重点、难点及目标完成过程 1.新课教学演示实验动量计算公式，一个鸡蛋从一米多高处落到海绵垫上，鸡蛋没有摔碎，为什么？由此，我们可以开始动量定理的推导。 如图7-3所示，一个质量为M的物体在水平恒定力的作用下，经过时间t，其速度由v变为. 3 图7-3 由牛顿第二运动定律可知，F=ma…(1)，加速度a=. 3Ft=. 3-. 3 即合外力的冲量等于物体动量的变化量。强调对动量定理的理解 (1)该定理体现了合外力的冲量是物体动量变化的原因。 (2)动量定理中的F是所有外力作用于物体的合力，包括重力。它可以是恒定力，也可以是可变力，如果是可变力，则所得到的力是平均合外力。 (3)动量定理中的Ft是合外力的冲量，它是物体动量发生变化的原因。 在所研究的物理过程中，如果作用于物体的外力作用时间相同，则合外力的冲量可以先算出所有力的合外力，然后乘以时间，也可以先算出每个力的冲量，再根据矢量运算法则算出所有力的合冲量。 如果作用于物体的各外力，有不同的作用时间，则只能先求出各个外力在相应时刻的冲量，然后计算各外力冲量的矢量和。（4）在动量定理中。
...3-mv为研究物体动量的变化量。式中“-”号是运算符号，与正方向的选取无关。（5）Ft=.3-mv为矢量公式。应用动量定理时，应遵循矢量运算的平行四边形法则，可用正交分解法将矢量运算转化为代数运算。（6）动量定理指出，合外力的冲量与研究物体的动量增量相同，方向相同，单位等值。合外力的冲量是引起物体动量变化的原因，但不能认为合外力的冲量就是动量的增量。（7）动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和高速运动。【教材例题】分析球棒对棒球施加的力是一个变力，且这个力作用的时间很短。 在这短暂的时间内，力的大小先急剧增大，然后急剧减小直至为零。在冲击、碰撞等问题中，相互作用时间很短暂，力的变化都有这个特点。动量定理适用于变力，因此可以利用动量定理计算球棒对棒球所施加的平均力。由题中给出的量可以算出棒球的初动量和最终动量，由动量定理可以算出棒球所受到的平均力，求解过程省略（见书上）。如图7-4所示，用0.5公斤的锤子锤击一颗钉子，击打时锤子的速度为4米/秒，冲击之后，锤子的速度变为零，设冲击时间为0.01a。忽略锤子的重量，锤子对钉子所施加的平均力是多少？b。考虑锤子的重量，锤子对钉子所施加的平均力是多少？c。 请分析在什么情况下计算锤子对钉子所施加的平均力时，可以忽略锤子的重量。 图 7-4 图 7-5 分析 （图 7-5） 以锤子为研究对象，受重力与钉子弹力的作用，碰撞前锤子的动量为p=mv，碰撞后锤子的动量为零。根据动量量化，以正方向为底写出方程，可得解。求解过程省略。 综上所述： 利用动量定理解题步骤为： （1）确定研究对象 （2）进行受力分析，确定所有外力及作用时间 （3）求出物体的初、终状态，确定相应的动量 （4）选定正方向，并给各力的冲量和初、终动量赋予正负号，以表示与正方向相同或相反的方向 （5）根据动量定理写出方程进行求解。 提示学生注意：（1）定理中的Ft为合外力的冲量，这个冲量要和受到这个冲量的物体的动量变化相匹配。（2）物体的初态速度和终态速度应该相对于同一参考系（通常取地面为参考系）。（3）所有物理量都应采用同一国际单位求解。（4）当重力相对于平均力很小的时候，重力的冲量可以忽略不计动量计算公式，可忽略不计。在演示实验中，一只鸡蛋从1m高处自由落体到海绵垫上，鸡蛋从接触海绵垫到下沉到最低点的时间为0。
2s，这段时间内软垫对鸡蛋所施加的平均力是多少？分析鸡蛋所受的力，强调引力不能忽略，得出软垫对鸡蛋所施加的平均力很小的结论。 应用实例：让学生基于动量定理解释为什么例2和例3中力的大小有很大不同，并结合课本内容进行分析讨论。 结论：在动量变化一定的情况下，缩短力作用时间可以增大力，延长力作用时间可以减小力。 学生活动 【小实验】把纸带压在橡皮擦下面，放在水平桌面上。慢慢、快速地拉动纸带，观察哪种情况下纸带更容易拉出。 继续学生实验，用细铁丝绑住铁块，慢慢或快速地将细铁丝向上提，观察哪种情况下细铁丝更容易断掉。运用动量定理解释以上两个实验的结果。 继续提问：利用动量定理解释茶杯掉在石头上立即破碎，而掉在垫子上却不易破碎的现象。 （四）总结与扩展 1.对于大小和方向不变的恒力，它们的冲量可以用I=Ft计算。如果F是变力，但在一定时间内方向不变，大小随时间均匀变化，则可用平均力F=.3计算时间t内的冲量。根据动量定理，I=.3，通过计算.3可间接计算出变力的冲量。 2.利用动量定理解题时，可将“合外力的冲量”改为“外力冲量的矢量和”，同时要明确冲量在哪个时间段，以及相应时间内动量的变化。 3.冲量和动量的变化都是过程量，正确确定初态和终态可以简化解题过程。 4. 动量定理是由牛顿第二定律和运动学公式推导出来的，如果问题涉及力和作用时间，就要用动量定理来解题。5. 根据动量定理Ft=m EMBED . 3 -mv可知F= EMBED . 3，即牛顿第二定律也可以理解为物体所受的合外力等于该物体动量的变化率。6.合外力的冲量也可以利用Ft图像所围住的面积来计算，或者利用I = Δ EMBED . 3计算。8. 作业。3 练习2 (2) (3) (4)9. 板书设计