1.2 动量定理 教学设计-2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）选择性必修第一册

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高二 学期 秋季 课题 动量定理 教科书 书 名：粤教版教材 出版社：广东教育出版社 教学目标 1、物理观念 从动量的改变，体会相互作用对物体运动的影响。加深对物质、运动、相互作用的理解。 2、科学探究 从牛顿运动定律和动量概念推导出动量定理的表达式。 3、科学思维 构建刹车模型，将实际复杂的物理过程抽象成便于研究的物理模型 4、科学态度与责任 学生将所学知识用于日常生活、生产实践，例如缓冲装置的设计。 教学内容 教学重点： 动量定理的推导及文字表述。 教学难点： 应用动量定理解决实际有关问题。 教学过程 一、新课导入 视频：鸟撞飞机。 提问：小小飞鸟何以能撞毁飞机这样的庞然大物？这里飞机受到的冲击力和动量的变化有什么关系？ 图：这些场景中的垫子、沙坑、轮胎有什么共同的作用？ 图：物体碰撞会受到力的作用，力和物体动量变化量有什么关系呢？ 二、新课教学 （一）动量定理 为了分析问题的方便，我们先讨论物体受恒力的情况。 如图，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。在初始时刻，物体的速度为v0，经过一段时间Δt，它的速度为vt FΔt这个物理量反映了力的作用对时间的累积效应。 1．冲量 物理学中把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量，用字母I表示冲量，则冲量的单位是牛秒，符号是N·S。有了冲量的概念，式子就可以写成 也可以写成I=Ft ①冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应 ②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 求合冲量的方法： （1）可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和； （2）如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合t求解（3）用F-t图像求力的冲量：根据I＝Ft，图线与t 轴所围的面积表示F在t内的冲量，即可求恒力的冲量。 提问：物体在碰撞过程中受到的作用力往往不是恒力，物体不做匀变速运动。那么，应该怎样处理这样的问题呢？ 学生讨论并发表看法：可以把碰撞过程细分为很多短暂过程，每个短暂过程中物体所受的力没有很大的变化，这样对于每个短暂过程就能够应用。把应用于每个短暂过程的关系式相加，就得到整个过程的动量定理。在应用处理变力问题时，式中的F应该理解为变力在作用时间内的平均值。 2．动量定理F∆t =p'-p=Δp 动量定理：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。 ①公式中的F为物体所受的合外力。 ②动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。 ③适用范围 : 动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。 ④动量的变化率：F=∆P/∆t ，即等于物体所受合外力。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。 3. 动量定理的应用 用动量定理解释场景中的垫子、沙坑、轮胎的缓冲为什么可以保护好人和船不受到太大力的作用？场景中为什么物体可以获得更大的作用力呢？ 根据动量定理，我们知道：如果物体的动量发生的变化是一定的，那么作用的时间短，物体受的力就大；作用的时间长，物体受的力就小。例如，玻璃杯落在坚硬的地面上会破碎，落在地毯上不会破碎，用动量定理可以很好地解释此现象。从同样的高度落到地面或地毯时，在与地面或地毯的相互作用中，两种情况下动量的变化量相等，地面或地毯对杯子的力的冲量也相等。但是坚硬的地面与杯子的作用时间短，作用力会大些，杯子易破碎；柔软的地毯与杯子的作用时间较长，作用力会小些，玻璃杯不易破碎。易碎物品运输时要用柔软材料包装，跳高时运动员要落在软垫上，就是这个道理。 除此之外，让学生发言举出更多例子。 做一做：鸡蛋掉地上和海绵垫子上会有什么现象？为什么？ 【例题】若一个50g的鸡蛋从居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间为2ms，g取10m/s2,则该鸡蛋对地面产生的冲击力为多大？ 解：取向上为正反向 (F- mg)t=0-m(-v) v=√2gh 解得F=950N 该鸡蛋对地面产生的冲击力为950N 此时鸡蛋砸到人会出现什么样的结果？引导学生禁止高空抛物 运用动量定理解题的一般步骤 1. 确定研究对象：一般为单个物体； 2.选定正方向，明确研究对象的初末状态及相应的动量；确定在物理过程中研究对象的动量的变化； 3.明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量； 4. 根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。 三、课堂小结： 1.冲量 2.动量定理 3.动量定理的应用 四、布置作业 （1）完成课后作业练习 （2）阅读课本第10页的资料活页“安全带和安全气囊在碰撞中的保护作用” 2.拓展性作业 做一做：在距地一楼高的地方向地面抛鸡蛋，要求鸡蛋不碎且成本较低（注意安全） 备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。 学科网（北京）股份有限公司 $$