1.2动量定理 教学设计-2025-2026学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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《动量定理》教学设计

【课题】动量定理

【教学时间】40分钟

【教学对象】高二(下)

【教材】高中物理选择性必修第一册第一章第二节

【教学内容分析】

1.本节在教材中的地位和作用

“动量定理”被安排在学生已熟悉的动力学基本定律的基础上,通过学生的理论探究活动,推出牛顿第二定律的另一种表达方式:“物体的动量变化率等于它所受的力”.从而明确动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的,为解决力学问题提供了新的途径,尤其是碰撞的问题.这一节课可视为牛顿力学的进一步展开,为力学的重点内容,更标志着高中阶段解决动力学问题三大观点的完整建立.同时本节知识与日常生活、生产和科学研究有着密切的关系,因此学习本节书有着重要的现实意义.

2.课程标准对本节的要求

内容要求:通过理论推导和实验,理解动量定理,并用其解释生产生活中的有关现象.

教学提示:通过实验探究和理论推导,让学生经历科学论证过程,理解动量定理的物理实质与牛顿第二定律的一致性.通过创设学生感兴趣的问题情境,引导学生运用已有的概念和规律分析常见的碰撞现象.

学业要求:能从理论推导和实验验证的角度,深化对物体之间相互作用规律的理解.能用动量的知识分析和解决一维碰撞问题,并能解释生产生活中的有关现象.

3.教材内容安排

本节通过理论推导得到动量定理,再通过生产生活中的应用,创设学生感兴趣的问题情境,引导学生运用动量定理分析刹车、捶打钉子、小鸟撞扁高速飞行的飞机、高空抛物的危害等,体会动量定理分析和处理物理问题的优越性.

本节分析了物体在不为零的合力作用下,任意一段时间内物体的动量和合力page number 0

 

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作用之间的关系.用牛顿第二定律和运动学公式推导出动量定理,即物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量.物体所受的合力可以是恒定的外力,也可以是随时间的变化而变化的变力.接着,通过举例“定量讨论汽车刹车时间的问题”“分析不同质量的锤子在不同速度和接触时间下捶打钉子”“飞鸟为什么能撞扁高速飞行的飞机头部”“严禁高空抛物”等说明动量定理在生产生活中的应用,让学生体验应用动量定理来分析涉及力、作用时间、速度等问题的便捷,同时对学生进行安全教育,体现科学态度与责任.

“实践与拓展”设计了让学生应用动量定理分析运动鞋减震设计原理的活动,通过创设探究学习,培养和发展学生的自主学习能力,引导学生学会用物理知识解释生活问题,培养学生学习物理的兴趣.

“资料活页”围绕汽车安全问题,介绍了“安全带和安全气囊在碰撞中的保护作用”,引导学生关注汽车安全问题,增强社会责任感.

4.教材的特点

(1)从生活中的典型实例入手.

(2)重视规律的应用.

(3)注重培养学生的社会责任感.

5.对教材的处理

上一节学生对冲量和动量两个概念有了初步的认识,对它们的矢量性也有了初步的了解.这一节是由牛顿第二定律推导出动量定理,它的推导过程和上节引入动量概念的过程基本上一样,区别在于初速度不再为零,所以学生对这个过程还是容易接受的.教材通过物体在恒力作用下做匀变速直线运动这一特例,运用演绎方法推导出动量定理.实际上,物体在碰撞过程中遇到的作用力往往不是恒力,物体不是做匀变速运动.需要补充用积分的思想对推导过程进行了定性的说明,在类似的情况下,我们可以把实际过程分为很多短暂过程 ,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动量定理了.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.在处理变力问题时,动量定理中的F应该理解为变力在作用时间内的平均值.另外,需要强调的是动量和冲量的矢量性,要通过例题给学生示范如何选取正方向,如何在确page number 1

 

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定正方向的前提下给冲量和动量取正负号,如何解释计算结果的正负号的含义.最后,通过课堂练习,让学生总结出应用动量定理来解决实际问题的一般步骤.

【学生情况分析】

1.学生的知识基础

学生在学习这一节时,对矢量的概念和牛顿第二定律的应用已经比较熟练,对于“动量”和“冲量”也已经有了初步的认识.

2.学生的心理特点

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,多列举实际生活中的例子,调动学生学习的积极性和主动性.

3.学生的认知特点与困难

要真正理解冲量的效果是使物体获得动量,必须要经过从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.

【教学目标】

1.物理观念

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.

2.科学思维

会用动量定理解释碰撞现象和处理有关问题. 

3.科学探究

通过理论分析,探究动量定理. 

4.科学态度与责任 

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;引导学生关注安全问题,能运用动量定律解释生产生活中的有关现象,增强社会责任感.

【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.page number 2

 

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