1.动　量（表格式教学设计）物理教科版2019选择性必修第一册

第1节 动　量 年级 高二年级 学科 物理 教师 课题 第1节 动　量 教学 目标 物理观念 知道动量的概念、表达式和单位，会计算动量的变化量，理解动量是矢量。 科学思维 经历寻求碰撞中不变量的过程，能够利用已有知识，通过实验验证自己的观点，体会探究过程中猜想、论证的重要性。 科学探究 通过定性探究和定量计算，初步建立动量的概念;能够将演示实验抽象为物理模型通过动能定理等规律分析物体上升的高度:能够根据获得的实验数据发现碰撞过程中的不变量。 科学态度 与责任 感知动量概念建立的过程，深化运动与相互作用的观念，认识到历史上人类对自然现象的描述和解释付出的巨大努力。 教学 重难点 1.通过实验寻求碰撞中的不变量。 2.理解动量及其矢量性，知道动量的方向跟速度方向相同(重点)。 3.知道动量的变化量是矢量，掌握一维情况下的动量变化量的计算(难点)。 4.能区分动量和动能这两个概念，知道它们之间的数量关系(重点)。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 教师：千百年来，人们从对天体运动的观测中并没有发现宇宙运动有减弱的迹象。16、17 世纪，许多哲学家都认为，只要我们能够找到一个合适的物理量来量度，宇宙中运动的总量是不会变化的。这个物理量到底是什么？带着这个疑问，让我们一起进入今天的学习。 学生课前阅读教材。 新课讲授 一、认识碰撞现象 教师：播放台球比赛的视频。提问：碰撞现象涉及几个物体? 学生：碰撞现象通常涉及两个（或几个）物体。 教师：展示图片、播放汽车碰撞实验视频。提问：以上哪一个不是碰撞过程？它们有什么区别？ 学生：两人打太极不是；汽车碰撞是碰撞。它们的区别是，碰撞具有内力很大、时间短、运动状态发生显著变化等特点。 教师：总结得很好，物理学中，把这种在很短的时间内，它们的运动状态会发生显著变化过程叫作碰撞。大到宇宙天体，小到微观粒子，都时常发生碰撞。请大家归纳一下碰撞的特点。 学生：1.至少两个物体；2.两物体间的作用力很大；3.作用时间极短；4.物体的运动状态发生显著变化。 教师：这些碰撞现象的背后蕴藏着什么样的规律呢？ 学生：碰后的运动情况应该与质量有关。 教师：播放碰碰车视频。提问：两个碰碰车正面相碰，如果两车的速度大小相等，碰后质量大的碰碰车和质量小的碰碰车哪个容易反弹？ 学生：质量小的碰碰车容易反弹。因为，质量小的船惯性小。 学生思考，并回答问题。 新课讲授 二、碰撞中的不变量 教师：能否设计实验进一步探究碰撞前后物体运动量变化遵循的规律呢？需要哪些实验器材？ 学生：能。需要的实验器材：附有光电门的气垫导轨、数字计时器、装有挡光条和弹簧片的滑块、天平、胶布等。 教师：具体要怎么做？能说说实验步骤吗？ 学生：(1)用天平测量各滑块的质量； (2)安装实验装置； (3)使物体发生碰撞； (4)测量有关数据，计算并记录物体的速度； (5)改变碰撞条件重复上述(3)、(4)步； (6)进行数据处理通过分析对比，找出碰撞中的不变量； (7)整理实验器材。 教师：播放演示实验视频。 教师：通过对实验结果的分析，你能得到什么结果？ 学生：在实验误差允许的范围内，碰撞前后，物体的质量m与速度v的乘积之和保持不变。 m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2 学生观看演示视频，提出猜想，设计实验验证猜想，并回答问题。 新课讲授 三、动量 教师：由此可见，质量m与速度v的乘积（即运动的量）具有重要的意义，物理学中称为动量。动量常用符号p表示，即p＝mv。 师生：共同归纳： 1.动量 (1)定义：质量和速度的乘积mv定义为物体的动量，用字母p表示。 (2)公式：p＝mv。 (3)单位：千克米每秒，符号是kg·m/s。 (4)矢量性：方向与速度的方向相同，运算遵循平行四边形定则。 2.动量的变化量 (1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差。 (2)公式：Δp＝p末－p初。 (3)标矢性：动量的变化量是矢量，方向与速度变化量的方向相同。 (4)动量始终保持在一条直线上时动量变化量的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算。 例 如图所示，羽毛球运动员林丹挥拍将质量为m的羽毛球击出。如果网球被拍子击打前、后瞬时速度的大小均为v。请思考： (1)羽毛球动量有没有发生变化？ (2)羽毛球的动量变化量是多大？ 答案　(1)动量发生了变化 (2)Δp＝-2mv 解析　取网球被拍子击打前的速度为正方向； 击打前:初动量p＝mv 击打后:末动量p＝-mv 则动量变化量为Δp＝p′－p＝-2mv。 学生阅读教材，与教师一起归纳总结动量有关知识，并完成例题解答。 课 堂 练 习 1.下列关于动量的说法正确的是(　　) A.质量越大的物体动量一定越大 B.质量和速率都相同的物体动量一定相同 C.一个物体的加速度不变，其动量一定不变 D.一个物体所受的合外力不为零，它的动量一定改变 答案　D 解析　物体的动量p＝mv，质量m越大，如果速度较小，则动量不一定越大，故A错误；质量和速率都相同的物体，动量大小相同，方向不一定相同，故B错误；物体的加速度不变，但物体的速度一定是变化的，所以动量一定变化，故C错误；一个物体所受的合外力不为零，则速度发生变化，根据p＝mv知，动量一定改变，故D正确。 2.关于动量和动能，下列说法正确的是(　　) A.惯性越大的物体，动量也越大 B.动量大的物体它的速度不一定大 C.如果物体的速度改变，那么物体的动能和动量一定都改变 D.如果物体的速率改变，质量不变，那么物体的动能和动量可能都不变化 答案　B 解析　质量是惯性的唯一量度，惯性越大的物体，质量越大，但动量p＝mv不仅与质量有关，还与速度有关，惯性大的物体，动量不一定大，故A错误；动量大只说明了质量与速度的乘积大，但速度不一定大，故B正确；速度是矢量，速度大小不变，方向变化时，动能不变，而动量一定改变，故C错误；如果物体的质量不变，速率改变，即速度大小改变，那么物体的动能和动量都变化，故D错误。 3.如图所示，p、p′分别表示物体受到外力作用前、后的动量，短线表示的动量大小为15 kg·m/s，长线表示的动量大小为30 kg·m/s，箭头表示动量的方向。在下列所给的四种情况中，物体动量变化量相同的是(　　) A.①④ B.①③ C.②④ D.②③ 答案　C 解析　取向右为正方向；①中初动量p＝15 kg·m/s，末动量p′＝30 kg·m/s，则动量变化量为Δp＝p′－p＝15 kg·m/s；②中初动量p＝15 kg·m/s，末动量p′＝－30 kg·m/s，则动量变化量为Δp＝p′－p＝－45 kg·m/s；③中动初量p＝30 kg·m/s，末动量p′＝15 kg·m/s，则动量变化量为Δp＝p′－p＝－15 kg·m/s；④中初动量p＝30 kg·m/s，末动量p＝－15 kg·m/s，则动量变化量为Δp＝p′－p＝－45 kg·m/s。故C正确。 4.如图所示一个质量为m的钢球，以速度v斜射到水平放置的坚硬大理石板上，入射角是45°。碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45°，速度变为v′，且其大小与v的大小相同。求碰撞前后钢球的动量变化量Δp的大小和方向。 答案　mv，方向竖直向上 解析　动量是矢量，动量的方向与速度方向相同，动量的运算遵循三角形定则，如图所示 可知碰撞前后钢球的动量变化量方向竖直向上，大小为Δp＝＝＝mv。 5.一小孩把一质量为0.5 kg的篮球由静止释放，释放后篮球的重心下降高度为0.8 m时与地面相撞，反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.2 m，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2，求地面与篮球相互作用的过程中： (1)篮球动量的变化量； (2)篮球动能的变化量。 答案　(1)3 kg·m/s，方向竖直向上 (2)减少了3 J 解析　(1)篮球与地面相撞前瞬间的速度为v1＝＝ m/s＝4 m/s，方向竖直向下篮球反弹时的初速度 v2＝＝ m/s＝2 m/s，方向竖直向上 规定竖直向下为正方向，篮球的动量变化量为 Δp＝(－mv2)－mv1＝－0.5×2 kg·m/s－0.5×4 kg·m/s＝－3 kg·m/s，方向竖直向上。 (2)篮球的动能变化量为ΔEk＝mv－mv＝×0.5×22 J－×0.5×42 J＝－3 J 即动能减少了3 J。 课 堂 小 结 本节课以“寻求碰撞中的不变量”为线索，通过观察完全相同的两个小球的对心碰撞，引导同学们猪想碰撞中的不变量。为了判断猜想是否正确，改变实验条件，再进行两个质量不同、大小相同的钢球对心碰撞。当猜想被否定后，再设计新的一维碰撞实验，从特殊到一般，从定性到定量，逐步揭开谜底，认识新的物理量--动量。最后通过实例分析，让学生深刻认识动量的关量性，对动量这一概念的物理意义有更深刻的了解。 板 书 设 计 第1节 动　量 一、认识碰撞现象 二、碰撞中的不变量 三、动量 (1)定义：质量和速度的乘积mv定义为物体的动量，用字母p表示。 (2)公式：p＝mv。 (3)单位：千克米每秒，符号是kg·m/s。 (4)矢量性：方向与速度的方向相同，运算遵循平行四边形定则。 2.动量的变化量 (1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差。 (2)公式：Δp＝p末－p初。 (3)标矢性：动量的变化量是矢量，方向与速度变化量的方向相同。 (4)动量始终保持在一条直线上时动量变化量的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算。 作业 布置 1.完成教材课后作业：“自我评价”。 2.配套分层作业。 教学反思 本节课的教学通过从特殊到一般，从定性到定量的多轮“问题→猜想→实验方案设计→证据收集→数据分析→得出结论”的科学探究过程，逐步达到对不变量的正确认识。让学生学握了科学探究的研究思路与科学思维的一般方法。在经历探究碰撞中的不变室的探究过程后，学生通过实验寻找到了碰撞中的不变量，发现这个物理量在物理学中具有特别的意义。在此基础上，引入动量的概念，通过对表达式、单位和标失量的认识加深了学生对动量概念的理解，强化了他们运动与相互作用的物理观念。 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 $