资源简介

课题 第四节 动量和冲量
课时 1课时（45 min） 总 13 课时
教学目标 知识技能目标： 了解动量的概念 了解动量定理 能举出动量定理在生活中的一些应用实例。 （4）了解动量守恒定律 （5）解释简单的碰撞、反冲问题。 思政育人目标： （1）了解万户飞天的故事，培养勇于挑战、不断探索的科学精神 （2）了解中国航天发展史，培养民族自豪感、自信心和爱国情怀，树立为人民谋幸福、为民族谋复兴的坚定信念
教学重难点 教学重点：动量的概念和动量定理 教学难点：动量守恒定律的计算
教学方法 讲练结合法
教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材
教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图
问题导入 （4 min） 【教师】提出以下问题： 足球场上一个足球迎头飞过来，你的第一反应是什么？如果别人以很小的速度朝你扔一颗质量为20 g的子弹，你敢不敢用手去接？如果子弹是从枪里发出来的呢？ 【学生】思考、举手回答 通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣
传授新知 （24 min） 【教师】通过学生的回答引入要讲的知识 知识点 动量 【教师】举例讲解动量的概念 物理学上把质量和速度的乘积定义为动量。 动量通常用符号来表示，其定义式为 动量是矢量，其单位是千克·米每秒（kg·m/s）。动量的方向和速度的方向相同。 【学生】聆听、理解、 知识点 冲量 【教师】举例讲解冲量的概念 物理学上把力和力的作用时间的乘积定义为冲量。冲量通常用符号I来表示，其定义式为 冲量是一个过程量，用于描述力对物体作用的时间累积效应的物理量，单位是牛顿·秒，符号为N·s。 冲量是矢量，冲量的方向由力的方向决定。如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方向就和力的方向相同。如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量的方向就不能简单说是力的方向，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。 【学生】聆听、理解 知识点 动量定理 【教师】从动量的变化量、动量公式的推导、动量在生活中的应用讲解动量公式 动量的变化量，就是在某过程中的末动量与初动量的矢量差。因为动量是矢量，所以求其变化量可以用平行四边形定则。在一维情况下，可先规定一个正方向，这时求动量的变化就可以简化为代数运算了。 【学生】聆听、理解 【教师】讲解例题 【例3-4】如图3-13所示，一个质量为0.2 kg的钢球，以2 m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射角度为。碰撞后钢球被斜着弹出，弹出角度也是，弹出速度仍为2 m/s。用作图法求出钢球的动量变化量的大小及方向。 【学生】聆听、理解、讨论、演算 【教师】推导动量定理公式 假设一个质量为m的物体在恒定的合外力F作用下做匀变速直线运动，在t时刻的速度为v，在时刻的速度为。 图3-15 动量定理公式推导图 由牛顿第二定律可知。加速度，故 ，即物体动量的变化率等于物体所受合外力，此式还可表示为，即力在某一段时间内的冲量等于物体在这段时间内动量的增量，这一结论称为动量定理。 动量定理表明冲量是物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受合外力的冲量。动量定理的表达式是矢量式，在一维情况下，可先规定各个矢量的正负方向，便于将其转化为代数和计算。 动量定理不但适用于恒力，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。实际生活中常遇到变力作用的情况，比如用铁锤钉钉子、用球拍打乒乓球等，钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力。这时，变力的作用效果可以等效为某一个恒力的作用，该恒力就叫变力的平均值。 【学生】聆听、理解、记忆 【教师】讲解生活中动量公式的应用 鸡蛋从一定的高度落到地板上，肯定会打破。在地板上放一块海绵垫，将鸡蛋从同等高度释放，让它落到海绵垫上，鸡蛋就不会打破。用动量定理可以解释这一现象：鸡蛋从高处下落，与地板和海绵垫接触前的速度是相同的，即初动量相同；碰撞后速度均变为零，即末动量均为零，因此在相互作用过程中，鸡蛋的动量变化量相同。而两种情况下，力的相互作用时间不同，与地板碰撞时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长。由可知，鸡蛋与地板相碰时受力大，会被打破；与海绵垫相碰时受力较小，因而不会被打破。 根据动量定理的公式可知：在Δp一定时，往往通过减小Δt以获得较大的力F，通过增大Δt以获得较小的力F；在Δt一定时，往往通过增大Δp以获得较大的力F，通过减小Δp以获得较小的力F。 【学生】聆听、理解 【课堂互动】 【教师】提出任务： 冰壶运动是一项传统的体育运动，一场精彩的冰壶比赛，能给人带来美的享受。那么，冰壶间的碰撞遵循什么规律呢？ 【学生】按照要求讨论，回答 知识点 动量守恒定律 【教师】从动量守恒现象推导出动量守恒定理在讲反冲现象 人在静止的小船上向前走时小船向后退，打夯机的转块绕机心旋转时机身上下振动，以及火箭的喷气推进等现象都是动量守恒的表现。在这些现象中，质点系分别为小船和人、打夯机和转块、火箭和向后高速射出的燃烧气体。整个系统本来是静止的，当其中一部分产生朝向某一个方向的动量时，另一部分必然产生一个反向动量，使整个系统的总动量保持不变。 一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫作动量守恒定律。 动量守恒定律适用于以下三种类型： （1）理想守恒：系统不受外力或所受合外力为零，则系统动量守恒。 （2）分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零，则系统在该方向上动量守恒。 （3）近似守恒：系统受到的合外力不为零，但所受的内力远大于外力，且作用时间很短（如爆炸、碰撞、打击等）时，系统的动量可近似看成守恒。 质量分别为和的两个小球，在光滑的水平面上沿着同一直线向相同方向做匀速运动，速度分别是和，且，如图3-17所示。经过一段时间后，追上了，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是和。 图3-17 小球相撞 第一个小球和第二个小球受到的冲量分别为 F1和F2大小相等，方向相反，即，。 故动量守恒定律的表达式为 物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。这种现象叫作反冲。 了解反冲现象，对其加以防止或利用，可以给生活带来很多便利。 很显然，在反冲运动中，系统的总动量是守恒的。 【学生】聆听、理解、记笔记 【教师】讲解例题 【例3-5】如图所示，滑块A和滑块B用轻细绳连接在一起后放在水平桌面上，其质量分别为和。水平恒力F作用在滑块B上，使两个滑块一起由静止开始沿水平桌面滑动。已知滑块A，B与水平桌面间的滑动摩擦因数均为，水平恒力F作用t秒后，A，B间的连线突然断开，此后水平恒力F仍作用于滑块B上。求滑块A停止滑动时，滑块B的速度。 【学生】聆听、理解、演算 通过教师的讲解和演示，使学生了解动量的概念和动量定理，能举出生活中的一些应用实例、了解动量守恒定律，能解释简单的碰撞、反冲问题。
课堂讨论 （10 min） 【教师】讲述“万户飞天”的典故，组织学生以小组为单位讨论以下问题： 这个典故带给你怎样的启发？你认为万户具有哪些值得我们学习的精神？ 【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表上台发表讨论结果 【教师】与学生一起评价各组的发言 通过课堂讨论，巩固所学知识，加深学生对所学知识的理解，并将所学知识与实践相结合
课堂小结 （3 min） 【教师】简要总结本节课的要点 本节课学习了解动量的概念和动量定理、动量守恒定律、反冲等知识，重点是动量守恒定律的计算反冲想象的解释；希望大家在课下多加练习，巩固课上所学知识，熟练掌握动量与冲量的相关知识。 【学生】总结回顾知识点 总结知识点，巩固学生对动量定理、动量守恒定律相关知识的印象
作业布置 （2 min） 【教师】布置课后作业 完成教材中的作业习题3-4 【学生】完成课后作业 通过课后作业复习巩固学到的知识，提高计算能力
教学反思 （1）课堂容量不能太大，否则吃多嚼不烂，还容易让学生疲劳 （2）设计的题综合性强，学生的实际能力没有达到，分析不够完整 （3）公式虽然记住了，但不会灵活运用 （4）加强学生的课前提问环节，可有效提高学生的学习兴趣

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