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物理选择性必修一 1.1 动量和动量定理
教学设计
教学设计 本节课以学生为主体、教师为主导， 运用“引导一探究一总结一归纳”模式进行教学。通过生活实例和演示实验，引入课题，激发学生的兴趣。通过创设物理情境、建立物理模型归纳得出动量定理，并对其进行理解。运用动量定理解释日常生活中的物理现象，培养学生理论联系实际的能力。在课堂上鼓励学生主动参与、主动探究、主动思考、主动实践，在教师合理、有效的引导下进行学习，充分体现探究的过程与实现对学生探究能力培养的过程。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
课前回顾 问题：1.动量的定义是什么？ 2.动量在国际单位制中的单位是什么？ 3..动量是矢量还是标量？ 4.动量是状态量还是过程量？ 通过 4 个问题对上节课学习的动量基础知识进行回顾，并通过 p=mv，速度的改变引入下一节新课导入，动量是如何变化的呢？ 找学生回答问题 1、 p=mv 2、 Kg.m/s 3、 矢量 4、 状态量 1、 检查学生对动量基本定义的掌握情况。 2、 引入下一节新课导入环节，提出疑问，使学生产生求知欲望。
新课导入 准备一个鸡蛋和两个玻璃水槽，一个玻璃水槽中垫上泡沫， 另一个不作处理 让学生观察两个玻璃水槽的差别，并找同学上台进行实验， 相同高度落下 （利用铁架台控制变量），思考为什么垫泡沫的水槽中鸡蛋没破，而未垫泡沫的水槽中鸡蛋破了？ 所有学生首先观察 两个玻璃水槽的差别 并找一名学生上前用 手触摸感受一下：得 到垫泡沫的水槽底部 比较软的结论。 一名学生上前自己 做实验其他同学观察 实验现象，发现：垫 泡沫的水槽中鸡蛋未 破。 回答：材质问题，起 到缓冲作用。 进一步回答：接触 到停止的时间的不同 导致的相同的动量变 从生活中随处可见的实例 引入，情境中选取原理相 同的情景，最后直接物体 的受力以及作用力作用时 间与各自的动量变化的关 系，直接引导学生往物体 的受力和时间与各自的动 量变化的关系， 引导学生 观察生活，思考问题， 并 学会从已学知识解答问 题。
从材质起到缓冲作用引导学生得到作用时间的不同， 从而引起的接触所产生的的作用力的不同。 化情况下接触力不同。 。
新 课 教 学 （一）利用牛顿第二定律推导动量定理【建立模型】设一质量为 m 的物体，初速度为 v1，在合力恒为 F 的力的作用下，经过一段时间 t，速度变为 v2 ，则物体的加速度为多少？ 进一步引导加速度的决定式。 m(v ' v) 由牛顿第二定律 F = ma = t , 可得 Ft= mv′ - mv ，即 Ft= p′ -p （二）类比复习 高一物理我们曾经学过类似的知识，假定一个质量为 m 的物体在光滑的水平面上受到恒力 F 的作用，做匀变速直线运动，初始时刻物体的速度为 v，经过一段位移Δx，它的速度为 v'. 当时，我们经过推导得到的是： FΔx = Ek' Ek 我们把 FΔx 认为是力在位移上的累积，称为力的功。 那么我们是不是可以把 FΔt 认为是力对 回答： 回答：牛顿第二定 律：F=ma 。. 学生自行完成推导过 程。 学生回顾知识并回答 内容。 引导学生学会用已知物理知识去分析未知物理问题能力。 采用类比思想引导学生建立冲量的概念， 这样是过度更加自然。
冲量 时间的累积呢？ （三）冲量 将代表这个力对时间的累积的物理量定义为冲量。请同学们阅读课文，总结找 一下有关冲量的概念。 1 .定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积， 叫做该力对这个物体的冲量 I，用公式表示为 I=Ft 2.单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛 ·秒，符号是 N · s 3.冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同 4.冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应 通过嵌入式测评，检测学生对冲量定义的掌握情况，并借助选项 C 强调冲量可以是任意一个力的冲量也可以是合外力的冲量。 例 1.关于力的冲量，下列说法正确的是（ BC ） A.力越大，力的冲量就越大 B.作用在物体上的力大，力的冲量不一定大 C.静置于地面的物体受水平推力 F 的作用，经时间 t 物体仍静止，则此推力的冲量为 Ft D.F1 与作用时间 t1 的乘积 F1t1 在数值上等于 F2 与作用时间 t2 的乘积 F2t2 ，则这两个冲量相同 学生自行阅读课文并 总结冲量的有关知 识。 学生根据学习的冲量 定义完成例题， 并尝 试分析各选项。 培养学生自主学习能力。 引导学生建立完整的知识体系。 当堂检测，实现课堂中教和学的统一，并利用例题巩固加深学生对冲量的理解和应用。
动量定理 （一）提出疑问：冲量与物体动量的改变量间的关系有什么具体定量关系？ 1.内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。 (
2.表达式
：
，
或
)Ft = mv ' mv I = Δp 3.理解： (1)表明合外力的冲量是动量变化的原因； (2)动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同 ; （3）动量的变化率：动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理，得 F ，可见，动量的变化率等于物体所受的合力。当动量变化较快时，物体所受合力较大，反之较小；当动量均匀变化时，物体所受合力为恒力。 （二）验证试验变力作用下动量定理是否可以使用？ 验证试验：用 DIS 实验装置验证在变力作用下的动量定理。 根据提问，查阅思考问题并对知识内容进行填空。 学生进行思考、猜想。 先提问冲量与物体动量的改变量间的关系有什么具体定量关系，让学生学会对自己先前通过已知内容的进行归纳总结，同时理解冲量和动量变化的关 系。 培养学生大胆猜想、大胆假设的质疑能力。
将力传感器、光电传感器接入电路，将遮光片的宽度和小车质量输入计算机。推动小车使其与力传感器发生碰撞。 通过碰撞中相互作用力随时间变化的图像（ 图 1-11 ) 可得出小车受到的力的冲量， 再由光电传感器测量的时间等可得到小车动量的变化量。比较小车受到的力的冲量和动量变化量，验证动量定理。 强化小车受到的合外力的冲量=F-t 图像与 t 轴围成的面积。 学生观察实验现象， 得到结论：在误差允 许的范围内，物体在 一过程中所受合外力 的冲量等于该物体在 此过程中动量的变化 量。 培养学生学会利用实验去验证猜想和假设，实践才是检验真理的唯一标准，并强化实验步骤操作。
动量定理的应用 （一）典例精析 【例题】 一个质量为 60 kg 的男孩从髙处跳下， 以 5 m/s 的速度竖直落地。取重力加速度 g = 10 m/s2 。 ( 1 ) 若男孩落地时屈膝， 用了 1s 停下来，则落地时地面对他的平均作用力是多大？ ( 2 ) 若男孩落地时没有屈膝， 只用了 尝试解答例题： 【解析】 以竖直向上 为正向， 由题意可 知：m=60 kg,v1 =- 5m/s,v2 =0。 (1)t1 =1 s,由动量定理 得 （F1 -mg)t1 = mv2 mv1 F1 = + mg = 9.0×102 N 深入理解动量的矢量性，初步体会动量定理在生活中的应用。
0.1 s 就停下来，则落地时地面对他的平均作用力又是多大？ 让学生尝试作答，并帮助学生规范答题 步骤。 得到结论：两种落地方式中，动量的变化量相同，但所经历时间不同。作用时间越短，地面对人的平均作用力越大。 提问：你能总结一下利用动量定理解答问题方法和注意事项吗？ （二）动量定理的应用步骤 1 、确定研究对象： 一般为单个物体； 2、明确物理过程： 受力分析，求出合外力的冲量； 3、明确研究对象的初末状态及相应的动量； 4、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化； 5、根据动量定理列方程， 统一单位后代入数据求解。 （三）利用验证试验进一步推导动量定理在生活中应用的机理： 细绳 橡皮筋 方向竖直向上。 (2)t2 =0.1 s,由动量定理 得 （F2 -mg)t2 = mv2 mv1 F = mv1 + mg = 3 6×103 N 2 t2 . 方向竖直向上。 学生尝试总结动量定 理解题步骤并与其他 学生分享。 学生就动量定理的知 识去解决生活知识问 题。 让学生总结解题步骤， 分享交流， 既锻炼学生的总结能力， 加深对动量定理的理解。 学以致用，培养学生学会用知识去分析生活中的问题。
学生积极思考并回答生活中的哪些现象体现了动量定理。 体现了物理从生活中来，到生活中去的思想。
并展示在生活中随处可见的应用，例如蹦极、高空作业的安全绳。 （四）动量定理在生活中的应用 （1）这些场景中的垫子、沙坑、轮胎的缓冲可以保护好人和船不受到太大力的作用。 提示：由 Ft=Δp 可知：△p 一定，t 长则 F 小 (2)这些场景中物体可以获得更大的作用
课堂小结 力。 提示： 由 Ft=Δp 可知： △p 一定，t 短则F 大 （五）让学生尝试自主对本节内容进行梳理总结。 学生尝试自主对本节 内容进行梳理总结。 1.冲量：力与力的作用时间的乘积， 叫做力的冲量。 2.冲量的计算 3.动量定理 4.碰撞的利用缓冲 培养学生归纳、总结能力。
板书设计 第 2 课时 动量定理 一、冲量 1. 定义 2. 表达式：I=F t N·s 矢量 3. F-t 图像面积表示力的冲量 二、动量定理 1.内容 2.mv2-mv1=F 合 t 矢量表达式 三、动量定理的应用
作业设计 作业布置有两个原则，一是课下练习，旨在对本堂课学习中动量的概念和实验思路进行检测，二是分层练习，分层次的训练学生对知识的掌握情况。

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