第二节 物体动量变化的原因 动量定理（表格式教学设计）物理沪科版选择性必修第一册

该高中物理教学设计聚焦动量变化的原因与动量定理，从生活实例导入，通过恒力推导建立冲量概念，再拓展至变力情境，层层递进构建知识体系，形成“现象—概念—定理—应用”的学习支架。 本设计突出物理观念的建构与科学思维的培养，以例题解析强化模型建构与科学推理能力，如例3中明确正方向、规范符号处理，体现矢量运算的严谨性。通过对比冲量与功的本质差异，深化对过程量与状态量的理解，提升学生分析实际问题的能力。教师可直接借鉴其结构化设计与典型例题，实现核心素养落地，助力学生从理解走向迁移应用。

第二节 物体动量变化的原因 动量定理（教学设计） 年级 高二 学科 物理 课时数 课题 第二节 物体动量变化的原因 动量定理（教学设计） 教学 目标 1.能在恒力情况下进行理论推导，得出动量定理及其表达式。 2.知道冲量概念，知道动量定理及其表达式的物理意义。 3.知道动量定理适用于变力情况，领会求解变力冲量时的极限思想。 4.会用动量定理解释生活生产中的相关现象和解决实际问题。 教材 分析 本节内容属于“动量”这一章的核心知识点，是在学生已学习动量守恒定律的基础上，引入“冲量”概念并建立“动量定理”的过程。教材通过生活情境引导学生思考，随后借助恒力条件下的推导，让学生获得冲量公式I=FΔt，再将结论推广到变力情形，并引出动量定理I=Δp=p′−p。 教材还安排了冲量与功的对比、两种求合冲量的方法，以及多例典型应用题，旨在帮助学生逐步完成“从概念到定理、从定理到应用”的迁移。内容兼具理论深度和实践价值，是培养学生物理核心素养的理想载体。 教学 重点 1. 冲量的概念、矢量性质和计算方法（恒力、变力两类）。 2. 动量定理的矢量表达式 I=ΔpI=Δp 及其物理意义。 教学 难点 1. 动量定理在变力、多力条件下的应用，特别是严格区分合外力冲量与各分力冲量的两种思路。 2. 灵活选取参考系、正方向并进行符号处理，避免Δp的计算顺序与正负号混淆”。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 两个物体碰撞时，彼此间会受到力的作用，以上生活中的实例中，泡沫、衬垫起到了什么作用？一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢？ 【教师总结】运动物体落地时，为了保证安全基本都要采取缓冲动作，那动量是如何在缓冲中体现的呢？ 【讨论思考】通过碰撞实验寻找相互作用中的守恒量时发现，碰撞前后两个物体动量的矢量和不变，但每个物体的动量都发生了变化。单个物体动量发生变化的原因是什么？ 质量为m的某物体在光滑水平面上运动，在与运动方向相同的恒力F的作用下，从t0到t（Δt=t-t0），速度由v0增加到vt，该过程中F与动量有什么关系？ 思考物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系 思考与运动方向相同的恒力F的作用下，速度增加，F与动量有什么关系 学习新课 一、冲量 1. 冲量 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=FΔt 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：如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。 4.冲量是过程量：反映了力对时间的积累效应。 它描述的是力作用在物体上的时间积累效应，求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量。 还记得功的另一种定义方式吗？ 5.冲量与功的区别 （1）作用力与反作用力：作用力的冲量与反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上，但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。 （2）内力：对物体系统内部，内力作用的冲量的矢量和等于零，但内力的功的代数和不一定为零。 例如人在船上行走——人对船的作用力与船对人的反作用力的冲量的矢量和等于零，但是人对船的作用力和船对人的反作用力都做正功，使人和船的动能都增加。 6.求合冲量的两种方法： (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。 2. 冲量的计算 (1)求恒力的冲量 冲量等于力和力的作用时间的乘积（无论物体是否运动，无论物体在该力的方向上是否有位移）。 (2)求变力的冲量 ①若力与时间成线性关系，则可用平均力求变力的冲量。 ②若给出了力随时间变化的图像如下图所示，可用面积法求变力的冲量。 ③利用动量定理求解。 【例1】如图所示，在倾角为θ＝37°的固定斜面上有一质量m＝5 kg的物体沿斜面下滑，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，物体下滑2 s的时间内，求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2) (1)物体所受各力的冲量； (2)物体所受合力的冲量。 【解析】 掌握冲量的定义、单位以及冲量是矢量和过程量 从不同角度辨析冲量与功的区别 掌握恒力和变力冲量的计算方法 学习新课 二、动量定理 1. 动量定理 （1）内容：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。 （2）表达式：I＝p′－p或F(t′－t)＝mv′－mv （3）动量定理的理解 ①动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。 ②动量定理的表达式Ft＝mv′－mv是矢量式，在一维情况下运用动量定理解题时，要注意规定正方向。 ③公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是均匀变化的力，则F应是合外力在作用时间内的平均值。 （4）动量定理的应用 第一种情况：定性分析有关现象 ①物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之力就越小。 ②作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大，反之动量变化量就越小。 第二种情况：应用动量定理定量计算的一般步骤 【例2】对下列几种物理现象的解释，正确的是（ C ） A.击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻 B.用手接篮球时，手往往向后缩一下，是为了减小冲量 C.易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力 D.在车内推车推不动，是因为车(包括人)所受推力的冲量为零 【例3】质量为0.2 kg的小球以6 m/s、竖直向下的速度落至水平地面上，再以4 m/s的速度反向弹回.取竖直向上为正方向，g取10 m/s2 。 (1)求小球与地面碰撞前后动量的变化量； (2)若小球与地面的作用时间为0.2 s，求小球受到地面的平均作用力大小。 【解析】（1）取竖直向上为正方向，则初动量为负，末动量为正，动量的变化量为Δp＝p′－p＝0.2×4 kg·m/s－0.2×(－6) kg·m/s＝2 kg·m/s，方向竖直向上。 （2）由动量定理得(F－mg)t＝Δp，解得F＝Δpt＋mg＝20.2 N＋0.2×10 N＝12 N。 用动量定理解题时应注意的问题 1.列方程前首先选取正方向； 2.分析速度时一定要选取同一参考系，一般选地面为参考系； 3.公式中的冲量应是合外力的冲量，求动量的变化量时要严格按公式，且要注意动量的变化量是末动量减去初动量。 【例4】一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01 s.下列说法正确的是（ C ） A.球棒对垒球的平均作用力大小为1260 N，方向与垒球初速度方向相同 B.球棒对垒球的平均作用力大小为360 N，方向与垒球初速度方向相同 C.球棒对垒球的平均作用力大小为1260 N，方向与初速度方向相反 D.球棒对垒球做的功为36 J 【解析】 总结提升 动量定理是矢量式，应用时必须选取正方向；动能定理是标量式，应用时不用选取正方向。涉及一段时间(或冲量)选用动量定理；涉及一段位移(或功)选用动能定理 掌握动量定理的内容、表达式 用动量定理解题时注意选取正方向，参考系以及求合外力的冲量 板 书 设 计 二、物体动量变化的原因 动量定理 一、冲量 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=FΔt 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 4. 冲量是过程量：反映了力对时间的积累效应。 5. 冲量与功的区别 6. 求合冲量的两种方法： (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。 7. 冲量的计算 (1)求恒力的冲量 (2)求变力的冲量 ①平均力求冲量。②面积法求冲量。③动量定理求冲量。 二、动量定理 1. （1）内容：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。 （2）表达式：I＝p′－p或F(t′－t)＝ mv′－mv （3）动量定理的理解 2. 动量定理的应用 （1）定性分析有关现象 （2）应用动量定理定量计算的一般步骤 作 业布置 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $