1.1 动量定理 教案——2020-2021学年高二下学期物理鲁科版选修3-5

§1.1《动量定理》（鲁科版） 一、教材分析 本节课通过动量概念的引入及动量定理的推导，目的是引导学生尝试用动量的概念表示牛顿第二定律，应用动量定理处理实际问题。这样处理有助于对动量概念以及描述力与运动的关系问题有更深入的理解。 二、学情分析 1、学生的知识基础：学生在学习这一章时，对矢量的概念和牛顿第二定律的应用已经比较熟练，在之前的能量守恒的学习中对“守恒”的观点也已经有了初步的认识。 2、学生的兴趣：高中的学生具有好奇、好动、好强的心理特点。教学中要注意培养学生对物理的兴趣，充分发挥演示实验的作用，调动学生学习的积极性和主动性。 3、学生的认识特点：要真正理解冲量的效果是使物体获得动量，必须要经过感性认识到理性认识的过程，教学的起始要求不能太高，要循序渐进，从生活中众多实例出发，通过分析、真正感受动量和动量定理的内涵。 三、核心素养 （一）物理观念认识： 1、理解动量的概念，知道冲量的定义，知道动量、冲量都是矢量； 2、知道动量的变化量也是矢量，会正确计算一维的动量变化； 3、从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式，理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理也适用于变力； 4、会用动量定理解释现象和处理有关问题。 （二）科学思维培养与实验探究： 1、通过演示实验和理论分析，探究动量定理； 2、通过师生互动与多媒体辅助教学，引导学生思考，会用动量定理解释处理有关问题。 （三）科学态度与责任： 1、通过对动量和动量定理的学习，体验科学、技术、社会的紧密联系； 2、渗透物理学研究方法的教育，培养学生的推理能力和理论联系实际的能力。 四、教学重、难点 （一）教学重点： 1、动量和动量变化及其矢量性的理解； 2、动量定理的推导； 3、利用动量定理解释有关现象，并能掌握一维情况下的计算问题。 （二）教学难点： 理解动量定理的确切含义和表达式，动量、冲量的方向问题，是使用动量定理的难点。如何正确理解合外力的冲量等于物体动量的变化；如何正确应用动量定理分析打击和冲撞一类短时间作用的力学问题。 五、教学器材 鸡蛋、小足球、实心球等。 六、教学方法 实验演示法，多媒体辅助教学。 七、教学过程 教学环节和教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 （一）创设情境、引入概念： 1、运动物体与另一物体发生作用时，作用的效果是由速度，或是由质量决定，还是由二者共同决定的？ 2、举例不同质量的物体撞击另一物体的效果。 3、举例不同速度的子弹作用效果。 4、在物理学中，物体的质量（m）和速度（v）的乘积叫做动量。 ① 定义式：p=mv（v是瞬时速度） ② 单位：kg·m/s ③ 矢量，方向与v同向。 ④ 动量变化量：△P=P2-P1=mv2-mv1 方向与△v同向。 5、矢量运算都遵循平行四边形定则。（一维） 6、课本P3例题 1、师：上课前，将小足球扔出，看谁能接到； 取出一只实心球，如果以一样的速度扔出，谁能接到？（学生不敢接） 2、与学生一起分析不敢接的理由。 3、让学生举例。 1、配合老师举例共同分析。 2、归纳总结：运动物体与另一物体发生作用时，作用的效果由运动物体的质量和速度共同决定。 结合生活中的例子，让学生体会并理解“动量”的概念，并结合例题加深学生对动量及变化量的理解。 （二）观看视频，实验探究，层层递进： 1、观看三个短视频，让学生分析视频。 2、实验探究：一个煮熟的鸡蛋从高处落下，如何保证鸡蛋能够完好无损？ 让学生讨论并提出方案。 与学生一起验证方案的可行性。 小组讨论、设计并提出方案。 加强师生、学生之间的互动，调动学生积极性。 （三）建立模型、得出结论： 1、课本P4： 设一个质量为m的物体，初速度为v1，在合力F的作用下，经过一段时间t，速度变为v2，则： ① 因为物体做匀加速直线运动，所以物体的加速度为a=（v2-v1）/t ② 根据牛顿第二定律有 F=ma=m（v2-v1）/t ③ 上式变形得 Ft = mv2 - mv1 （过程量） （状态量） （状态量） 2、力和力的作用时间的乘积，叫做冲量（I）。 ① 定义式：I=Ft ② 单位：N·s ③ 矢量，方向与力（F）同向 3、动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。 I=△p 即Ft= mv2 - mv1 上式变化得： F=（mv2-mv1）/t 4、课本P5例题 5、归纳解题步骤： ① 确定研究对象； ② 分析受力情况与运动量； ③ 运用动量定理列式。 1、引导学生从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式。 2、动量定理不仅适用于恒力也适用于变力，在变力情况下，动量定理公式中的F应理解为变力在作用时间内的平均值。 3、冲量描述的是动量的变化而不是动量的大小。 4、冲量是过程量，动量是状态量。 5、作用在物体上的力是合外力，等于物体动量的变化率。当动量的变化量一定时，力作用的时间越短，作用力越大；力作用时间越长，作用力越小。 1、与老师一起推导动量定理的表达式。 2、共同总结出结论。 3、共同完成例题的解答。 通过对动量定理的推导，渗透物理学研究方法的教育，培养学生的推理能力和理论联系实际的能力；让学生会定性分析动量问题和定量计算动量问题。 （四）联系实际、分析问题： 1、什么情况下要增加物体的动量； 什么情况下要减少物体的动量。 让学生结合课本P6内容举例并分析。 引导学生结合生活中的实际情况，学会举例并分析。 小组讨论，举例并分析。 培养学生能应用所学知识解释生活中的物理现象和处理有关的问题。 （五）课堂小结： 1、动量定义、定义式、矢量性； 2、动量变化量及其与动量的联系； 3、会用牛顿第二定律及运动学知识推导动量定理。知道冲量的概念，并懂得公式所表示的意义。 4、定性解释生活中的例子，定量计算与动量定理有关的题目。 八、作业布置 1、练习材料一张 2、课本课后练习 九、板书设计 §1.1《动量定理》 1、动量：① 定义式：p=mv（v是瞬时速度） ② 单位：kg·m/s ③ 矢量，方向与v同向。 2、动量变化量：△P=P2-P1=mv2-mv1（方向与△v同向） 动量与动量变化量运算都遵循平行四边形定则。 3、动量定理公式推导 4、冲量（I） ① 定义式：I=Ft ② 单位：N·s ③ 矢量，方向与力（F）同向 附： 课本P3例题：一个质量50g的网球以30m/s的速率水平向右飞行，又以30m/s的速率被水平打回。试求： （1）打回前球的动量； （2）打回后球的动量； （3）该球打回前后动量的变化量。 例题P5：一个质量为60kg的男孩从高处跳下，以5m/s的速度竖直落地。 （1）男孩落地时曲膝，用了1s停下来，求落地时受到的平均作用力。 （2）假如他落地时没有曲膝，只用了0.1s就停下来，求落地时受到的平均作用力。 （取g=10m/s2） 例题3：质量1kg的铁球从沙坑上方由静止释放，下落1s落到沙子表面上，又经过0.2s，铁球在沙子内静止不动，假定沙子对铁球的阻力大小恒定不变，求铁球在沙坑里运动时沙子对铁球的阻力。（g=10m/s2） 例题4：质量2kg的木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，木块在F=5N的水平恒力作用下由静止开始运动。g=10m/s2，求恒力作用木块上10s末物体的速度。（分别用牛顿第二定律和动量定理求解） $