动量、动量定理教学设计

16.2《动量、动量定理》教学设计淮阴师院附中冯小强一、教材分析：《动量定理》选自人教版高中物理选修3-5第十六章第二节。教学对象为高二学生，本节的主要内容是动量、冲量概念和动量定理的推导、理解及其应用。从教材内容上看，《动量定理》是牛顿第二定律的进一步展开。它侧重于力在时间上的累积效果，为解决力学问题开辟了新的途径，尤其是打击和碰撞类的问题。所以动量定理知识与人们的日常生活，生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习这部分知识有着重要意义。二、学习情况分析：在高一时，学生已经掌握了牛顿第二定律，动能和动能定理的相关内容，这些知识为本节内容的学习奠定了基础。此外，经过前面的学习，学生已经建立起一定的实验观察能力、抽象思维能力和探究学习能力，而且还掌握了通过建立物理模型探究物理现象的方法。这也是本节所要强调的、学习和研究动量定理的方法。由于学生具有这样的知识基础、能力水平和物理思维与方法，再加上他们对未知新事物有较强的探究欲望，所以要掌握动量定理是完全能够实现的。三、设计思想：本节课以教师为主导、学生为主体，运用“引导→探究”模式进行教学。通过回顾动能的知识导入新课，引出动量的概念，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。四、教学目标：【知识与技能】（1）．理解和掌握动量的概念，并能正确计算一维空间内物体动量的变化。（2）．理解和掌握冲量的概念，强调冲量的矢量性。（3）．学习动量定理，会用动量定理解释有关现象和处理有关问题。【过程与方法】（1）．通过对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，认识五力模型工具在物理学中的作用。（2）．用动量定理解释有关现象和处理有关问题，在分析、解决问题的过程中培养交流、合作的能力。【情感态度与价值观】（1）有参与科技活动的热情，有从生活到物理，从物理到生活的意识。（2）有善于发现问题的精神，并具有解决问题的能力。（3）培养学生正确的价值观和人生观，明白只有勤奋努力才可能有丰硕的收获。五、教学重点、难点：（1）物体动量的变化方向（2）用动量定理解释有关现象和处理有关问题六、教学方法：启发探究式教学、多媒体辅助教学。五、教学过程：（一）回顾知识，导入新同学们我们以前学习过有关动能的知识，请同学们回顾一下，什么是动能？表达式是什么？如果把二分之一和平方去掉，剩下的“mv”这个量实际上在物理学中也具有特别的物理意义。我们把这个量成为动量。（二）动量：（1）、定义：物体的质量与速度的乘积，（2）、定义式：p=mv。（3）、单位：国际单位制中是kg·m/s，读作“千克米每秒”。（4）、理解：①.矢量性：因为速度v是矢量，质量m是标量，标量与矢量之积为矢量，所以动量P是矢量，其方向与速度方向一致。②．状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。动能和速度都是描述物体运动状态的物理量，这里所学的动量也是描述物体运动状态的物理量。③．相对性：因v的大小与参考系的选择有关，而p=mv，所以P也与参考系的选择有关，P具有相对性。问：在碰撞前后物体的速度发生了变化，那它的动量有没有改变？改变了多少呢？又该怎样计算呢？【练一练】下列关于动量的说法中正确的是()A．质量大的物体动量一定大B．质量和速率都相同的物体动量一定相同C．一个物体的速率改变，它的动量不一定改变D．一个物体的运动速度改变，它的动量一定改变思考：动量和动能有什么区别？动能是标量，动量是矢量，矢量的运算既要考虑大小，又要考虑方向，由此通过一个例题引入一维情况下动量变化量的运算。例1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？动量的变化量：①定义：某运动物体在某一过程的末动量P′和初动量P的矢量差。记为：△p=p′－p.②同一直线上动量变化的运算：在选定正方向后，动量变化可简转化为带正负号的代数运算。③指出：动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△p相同。【思考与讨论】借助通过多媒体举例，学生思考动量变化的原因？要使物体的动量发生变化：1、给它以力的作用。2、还需要时间的累积。引入冲量的概念（三）冲量：（1）、定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，常用字母I表示。（2）、公式：I=Ft,国际单位制中，其单位是牛·秒，符号是N·s。（3）、矢量，方向与作用力方向一致。（4）、冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应【练一练】下面关于冲量的说法正确的是()A．物体受到很大的力时，其冲量一定很大B．只要力的大小恒定，相同时间内冲量就相同C．不管物体做什么运动，在相同的时间内重力的冲量相同D．当力与位移垂直时，该力的冲量一定为零【思考与讨论】冲量与功的区别？【问题】有了冲量的概念之后，要是物体的动量发生变化，就必须给他一个冲量。那么冲量与物体的动量变化量有什么关系呢？【创设情境，探究规律】在光滑的水平面上，一个质量为m的物体在恒力作用下运动，一段时间t后，其速度由v增加为v，试求恒力的大小。由上式变形得：（四）动量定理:（1）内容：物体所受合外力的冲量等于它的动量的改变量，这叫做动量定理。（2）公式：（3）理解：A、物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映B、表明合外力的冲量是动量变化的原因；C、动量定理是矢量式，合外力冲量的方向与合外力的方向或动量变化量的方向一致，F可以是恒力也可以是变力，动量定理通常用来解决碰撞、打击一类问题。【精选典例、学以致用】例2、质量为50kg的人从某一高处跳下，落地前瞬间的速度V1=5m/s，绷直双腿与地面接触后经0.1s停下，地面对他的平均作用力多大?vvFFtI冲量：cosFSW功：tvvmmaF)(mvvmFtmvvmtF合【变式训练】在上题中，为了安全，人跳下与地面接触后，双腿弯曲使人下蹲，若经1s停下，地面对他的平均作用力是多大?(g=10m/s2)【运用新知、解释现象】1、鸡蛋从一米多高的地方落到地板上，肯定会被打破，但如果在地板上放一块泡沫塑料垫，让鸡蛋落到泡沫塑料上，结果鸡蛋却保持完好无损讨论：在动量变化量一定的情况下，F与t之间有什么关系？学生：F与t成反比。教师：据上述关系，我们得到：要是动量变化量一定时，要增大力F，可缩短作用时间；要减小力F，可延长力的作用时间。【提问多媒体展示】1、运送易碎物品时，需要在物品与物品间、物品与箱子间垫衬纸屑、泡沫塑料等柔软物体，为什么要这样做？2、轮船正准备停靠码头的过程，为什么轮船的码头上装有橡皮轮胎？【板书设计】：动量动量定理一、动量1．质量和速度的乘积叫做物体的动量。2．公式：mvp单位为skgm/3．动量是矢量，方向与速度方向一致。二、冲量：1．定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。2．公式：FtI单位为sN3．冲量是矢量，方向与合力方向一致三．动量定理1、内容：物体所受合外力的冲量等于它的动量的改变量，这叫做动量定理2、表达式：mvvmtF合