PAGE5 / 教学设计 高中物理 选修必修课 1.2《动量定理》 日期： §1.2 动量定理 教学设计《动量定理》 本课是在学习动量、动量变化的基础上，进一步理解和巩固动量变化，为后面学习动量守恒打下基础。 在整个高中物理中，解决物理问题的观点主要有三种，动量观点是其中之一。 【教学目标】 一、知识与技能 1.理解冲量的定义。 2.能从牛顿运动定律中推导出动量定理的表达式，理解动量定理的表达式，知道动量定理也适用于变力的情形。 3.能运用动量定理解释有关现象、计算有关问题。 二、 流程与方法 1.体验动量定理的实验探索与推导过程，学会用实验和数学的方法研究物理问题。 2.利用动量定理进行定量计算，提高学生的定量计算能力。 3.通过运用动量定理处理实际问题，提高学生建立物理模型、分析问题和解决问题的能力。 三、情感态度与价值观 1.培养学生的观察和动手能力，鼓励学生把所学知识运用到日常生活和生产实践中。 2.提高学生的合作与沟通能力。 【教学重点】动量定理的推导与文字表述。 【教学难点】应用动量定理解决相关问题。 【教学方式】实验法、讲解练习法、讨论法 【教学过程】 1.新课引入 教师演示鸡蛋下落破碎，要求学生思考保护鸡蛋不被破碎的方法。
请一位同学上来验证大家的方法。将两个实验进行比较，让学生从外观上分析鸡蛋不破碎的原因。动量变化ΔP、时间Δt和力F之间有什么关系呢？这就是我们这节课要学习的：动量定理。 二、新课教学 （一）动量定理的理论推导 一个质量为m的物体，在光滑水平面受到恒定力F的作用，做匀速加速直线运动，初始时刻物体的速度为v，经过一段时间Δt后，它的速度变为v'。 请思考以下问题： 从运动学的角度，物体的加速度可以怎样表示？ 根据牛顿第二定律，物体的加速度可以怎样表示？ 理清以上两个关系，你得到了什么规律？ 或 （二）实验验证动量定理 实验器材：铁架、电火花点定时器、220v交流电、重物、夹子、纸胶带、尺子。 实验目的：验证动量定理 要求学生根据实验目的，借助现有的实验器材，设计实验。经过小组讨论，要求学生简述实验原理和数据测量方法： 记录数据： 重物重量为3N（计算时注意单位换算，ΔP保留三位显著数字） S1/cmV/(m/s) S2/cmV'/(m/s) ΔP/(kgm/s) F/NΔt/s FΔt1234 观察表格中的数据，是否在允许的误差范围内？ （三）基础知识 1、冲量 ①概念：物理学中，力与力作用时间的乘积称为力的冲量。 ② 表达式：I=F?t ③ 单位：牛顿秒，符号为N·S ④ 物理意义：反映力对时间的累积作用。
⑤ 矢量与标量的性质：矢量，冲量的方向与力的方向相同 ⑥ 适用条件：求恒定力的冲量 2、动量定理 ① 内容：一个过程中力作用于物体的冲量，等于这个过程开始和结束时其动量的变化量。 ② 表达式：F ③ 各物理量的意义： ④ 矢量性质：写出公式前要注明正方向。 问题：碰撞时物体所受的力往往不是恒定的力，物体也不是匀加速运动的，那么动量定理还适用吗？学生讨论发表意见，教师点评补充。 类比推导匀加速直线运动位移的过程和方法，利用“化归不变”的思想和微分元的方法，我们可以把碰撞过程细分为许多短过程，且每个短过程中物体所受的力变化不大，这样就可以对每个短过程施加F?t=PP。 把应用到各个短过程的关系式相加，就得到了整个过程的动量定理。在F?t=P的应用中，动量定理不仅适用于力不变的过程，也适用于力变的过程；不仅适用于物体做直线运动，也适用于曲线运动；不仅适用于宏观物体，也适用于微观粒子。 （四）动量定理的应用 1、解释演示实验的现象，让学生解释为什么第二次实验时，鸡蛋完好无损？ 教师点评、总结： 变换动量定理公式：若物体的动量变化量相同，那么作用时间越长，物体受到的力越小；作用时间越短，物体受到的力越大。若作用时间相等，那么动量变化量越大，物体受到的力越大；动量变化量越小，物体受到的力越小。
另外，让学生说话，多举动量定律在生活中的应用例子。教师展示一些图片，丰富学生的理解。 2.计算类问题 【例】一个质量为0.18kg的垒球以水平速度25m/s飞向一只球棒，被球棒击中后，以45m/s的速度反方向水平飞回。设球棒与垒球的作用时间为0.002s，则球棒对垒球的平均力是多少？ 学生爬上黑板执行答题步骤，教师点评规范。 分析：球棒对垒球的力是一个变力，力的作用时间很短，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，相互作用的时间很短暂，力的变化都有这个特点。 动量定律适用于变力作用过程，因此，可用动量定律计算球棒对垒球所受的平均力。 解：设垒球飞向球棒的速度方向为正方向，垒球的初动量为p=mv=0.18×25kg·米/秒=4.5kg·米/秒，垒球的最终动量为p=mv=-0.18×45kg·米/秒=-8.1kg·米/秒，根据动量定律，垒球所受的平均力为F=。 垒球所受的平均力的大小为6300N。 负号表示力的方向与坐标轴方向相反，即力的方向与垒球飞出的方向相反。 【巩固练习】下列说法正确的是（ ） A.力越大，力对物体产生的冲量越大。 B. 如果物体的动量在一段时间内发生变化，则动能也必须发生变化。
C.如果物体的动量在一段时间内发生变化，那么在此期间物体所受的合外力一定不为零。 D.合外力作用于物体的冲量越大，它的动量就越大。 2.如图所示，一个质量为m的物体，在与水平方向成角度θ的力F作用下，以恒定速度v向前运动t秒。在此期间，力F的冲量与物体所受的合外力的冲量分别是（ ）A.Ft，FtcosθB.Ftsinθ，FtcosθC.Ftcosθ，0D.Ft，04.蹦床是一项竞技运动，运动员利用蹦床的反弹力来表演技巧。一名体重为50公斤的运动员从1.8米高处自由落体到蹦床上。 设从运动员触及蹦床到运动员下沉到最低点，时间间隔为0.2s，则在此期间，蹦床对运动员所施加的冲量的大小为（忽略空气阻力）（ ） A.400 N·s B.300 N·s C.200 N·s D.100 N·s 三、课堂总结 要求学生尽量总结本课所学的知识和方法。 学生学习分析 经过必修课1、2的学习，学生初步掌握了物理学的基本知识和原理，也具备了一定的分析和解决物理问题的能力。特别是经过第16章第1节（实验：探索碰撞中的不变量）的学习，为本课的学习打下了良好的基础和准备，因此，大部分学生可以独立进行推理、分析和判断。但由于动量定理是矢量的，这会给学生的学习、理解和运用带来一定的障碍。
动量定理效果分析 韩丽芬老师：李老师讲授的《动量定理》这节课从演示实验入门到采用小组实验验证，充分体现了物理学科的特点，让学生发现问题、实验探索、理论推导，符合物理学科核心素养的要求。知识的学习由质变量，循序渐进，符合学生的认知特点。如果给学生更多的发言交流机会，效果会更好！ 赵恩宽老师：这节课一开始就用生活中常见的鸡蛋设计了导言，学生积极参与演示，效果很好，紧扣主题。教学语言简洁优美，整节课的教学设计富有创意，课中引用视频，感受这一段知识在生活中的应用。课堂教学紧紧围绕教学目标，突出教学重点，突破难点。 体现了课堂的主角是学生，教师作为引导者，体现了新课程标准的思想，教学效果极佳。范景超老师：这堂课，李老师先从定性的角度介绍动量定律，再从定量的角度让学生逐步掌握动量定律，符合学生的认知规律，加深了学生对动量定律的理解，效果良好。学生在练习中定量计算题较少，课后要加强训练，更好地掌握动量定律。《动量定理》教材分析《普通高中课程标准实验教材物理（人教版选修3-5）》第16章第2节（动量与动量定律）中的动量定律是物理学的核心内容之一。 动量定律虽然是由牛顿第二定律推导出来的，但是动量定律的适用范围比牛顿第二定律要广泛。
更重要的是，动量定理把过程量（冲量）和两个简单状态量（动量的变化量）有机地联系在一起，比牛顿第二定律更加容易应用。因此，本课不仅是本章的核心内容，更是高中物理的重点内容。 《动量定理》考核练习 【例】一个质量为0.18kg的垒球以25m/s的水平速度向球棒飞去，被球棒击中后，以45m/s的速度沿反方向水平飞回。设球棒与垒球作用时间为0.002s，则球棒对垒球的平均力是多少？ 分析：球棒对垒球的力是一个变力，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。在冲击、碰撞等问题中，相互作用时间很短暂，力的变化都有这一特点。动量定理适用于变力作用的过程，因此可以利用动量定理计算球棒对垒球的平均力。解：定义垒球飞向球棒的速度方向为正方向，垒球的初动量为p=mv=0.18×25kg·m/s=4.5kg·m/s，垒球的最终动量为p=mv=-0.18×45kg·m/s=-8.1kg·m/s，根据动量定律，垒球所受的平均力为F=。垒球所受的平均力的大小为6300N。 负号表示力的方向和坐标轴方向相反，也就是力的方向和垒球飞出的方向相反。 【巩固练习】下列说法中正确的是（ ） A.力越大，力对物体产生的冲量越大。
B.如果物体的动量在一段时间内发生变化，那么动能也必须发生变化。 C.如果物体的动量在一段时间内发生变化，那么在这段时间内物体所受的合外力一定不为零。 D.合外力作用于物体的冲量越大物理高中必修一1-2 动量定理》（教案），它的动量就越大。 2.如图所示，质量为m的物体在与水平方向成角度θ的力F作用下，以恒定速度v向前运动t秒。在此期间，力F的冲量与物体所受的合外力的冲量分别是（ ）A.Ft，FtcosθB.Ftsinθ，FtcosθC.Ftcosθ，0D.Ft，04.蹦床是一项竞技运动，运动员利用蹦床的反弹力来表演技巧。一名体重为50公斤的运动员从1.8米高处自由落体到蹦床上。 如果从运动员接触蹦床到运动员下沉到最低点的时间是0.2s，那么在这段时间内蹦床对运动员的冲量大小（忽略空气阻力）为（ ）A. 400 N·sB. 300 N·sC. 200 N·sD. 100 N·s 《动量定理》课后反思学生学习动量后，会对动量有新的认识，对冲量和动量定理有新的认识。这节课我们首先会从定性的角度分析实验现象，理解动量定理。然后我们会根据以前学过的自由落体运动设计一个实验来验证动量定理。学生会以小组为单位进行实验，互相讨论，合作学习。实验中最重要的是实验数据的处理，从学生得到的数据来看，大部分小组得出的数据符合实验事实，实验数据合理。 但也有个别小组处理实验数据太慢，没有得出实验结论。还有一部分小组实验数据不合理，其实重力的冲量应该略大于动量的变化，原因是阻力的冲量与重力的冲量方向相反。实验操作存在问题，课后要反思。对于冲量的基本概念，学生要重点理解，通过学生的计算，大部分学生可以进行简单的应用。
学生要想掌握动量定律，就应加强课外训练，以达到掌握它的目的。《动量定律》课程标准解析 1.知识与技能： （1）理解动量、冲量的概念。 （2）理解动量定律的确切含义和表达物理高中必修一1-2 动量定理》（教案），知道动量定律的适用性和矢量性。 （3）能运用动量定律解释有关的物理现象和解决实际问题（限于一维情形）。 2.过程与方法： （1）通过动量定律的推导过程，培养学生的理论研究能力。 （2）通过阅读文本、科学猜想、讨论交流、理论研究和实验研究，让学生体验自主学习和合作学习的方法。 （3）通过学习人类认识动量是矢量的历史过程，让学生体验物理学的研究方法。 3.情感、态度与价值观： （1）通过研究人类认识动量是矢量的历史过程，鼓励学生刻苦学习，勇敢探索。 （2）通过实验演示、科学猜想、理论研究和实验研究，激发学生的学习兴趣和创新欲望。 （3）运用所学知识解释常见现象，解决问题，让学生体验成功的喜悦。 教学重点与难点 1.重点： （1）动量定理的物理意义。 （2）应用动量定理解释有关物理现象，解决实际问题。 2.难点：如何运用动量定理解决问题（一维问题）。