2.动量定理（表格式教学设计）物理教科版2019选择性必修第一册

该高中物理教学设计聚焦“动量定理”核心知识点，通过小球在自由落体、碰撞、匀速圆周运动等情境的动量变化问题导入，引导学生思考动量变化原因，连接牛顿运动定律与加速度概念，构建学习支架梳理知识脉络。 以科学推理为核心，演绎推导动量定理，类比加速度定义培养科学思维；设计多层次问题链落实科学探究，结合高空坠物、缓冲现象渗透科学态度与责任。实例丰富，如作用时间对力的影响分析助学生理解应用，为教师提供结构化流程与实例，提升教学效率与学生物理观念及应用能力。

第2节 动量定理 年级 高二年级 学科 物理 教师 课题 第2节 动量定理 教学 目标 物理观念 知道冲量的概念,了解冲量的物理意义,理解冲量是物体动量改变的原因;知道动量定理及基表达式的物理含义。 科学思维 能在恒力情况下进行理论推导得到动量定理的表达式;并能应用动量定理解释生产和生活中的现象。 科学探究 能类比加速度定义,分析牛顿第二定律的另一种表述。 科学态度 与责任 能用所学知识解释高空坠物产生危害的原因,体会科学知识的实用性,形成安全意识并养成良好的生活习惯。 教学 重难点 1.能从牛顿运动定律推导出动量定理的表达式，理解动量定理，知道动量定理也适用于变力(重点)。 2.明白动量定理的确切含义，会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象(重难点)。 3.建立冲量的概念，理解冲量是矢量，会计算某力的冲量(重点)。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 教师：在我们的现实世界中，物体的动量会发生变化。它变化的原因是什么？本节课我们起来探究其中的奥秘。 学生思考问题，适当讨论。 新课讲授 一、动量的变化 教师：现有一质量为0.5kg的小球（可视为质点）（g取10m/s2） 提问1：小球做自由落体运动，3秒后落地。此过程中，小球的初始动量是多少？终末动量是多少？动量变化了多少？ 提问2：这个小球落地后又以等大的速度弹起．从落地到弹起过程中，小球的初始动量是多少？终末动量是多少？它的动量是否变化了？ 提问3：如图，小球做匀速圆周运动，速率为10m/s，它从A运动到B的过程中，小球的初始动量是多少？终末动量是多少？动量变化了多少？ 提问4：如图，小球做匀速圆周运动，速率为10m/s，它从A运动到C的过程中，小球的初始动量是多少？终末动量是多少？动量变化了多少？ 提问5：小球以10m/s的初速度做平抛运动，1秒内其动量变化多少？2秒内呢？3秒内呢？ 学生：回答如下： 回答1：以向下为正方向，则p初＝0；p末＝mv末；v末＝gΔt；Δp＝p末－p初＝15 kg·m/s； 回答2：以向下为正方向，则p初＝mv初；p末＝m(-v末)；Δp＝p末-p初＝-30 kg·m/s。 回答3：以向下为正方向，则p初＝mv＝5 kg·m/s；p末＝m(-v)＝-5 kg·m/s；Δp＝p末-p初＝-10 kg·m/s； 回答4：p初＝mv＝5 kg·m/s；p末＝mv＝5 kg·m/s；Δp＝p末-p初＝2kg·m/s 回答5：Δp1＝5 kg·m/s；Δp2＝10 kg·m/s；Δp3＝15 kg·m/s 教师：该小球的动量变化量有什么规律？ 教师：我们已经学过，单位时间内的速度变化可以用加速度来表示， 即a＝ 那么，单位时间内的动量变化可以用什么表示呢？ 学生：推导 ＝＝ma＝F合 教师：总结：单位时间内的动量变化量叫做动量的变化率。即，＝F合。也就是说，小球的动量变化量都等于其所受合外力乘以作用时间。即， Δp＝F合·Δt 教师：物理学中把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。用I表示冲量。冲量的单位是牛顿秒，符号是 N·s。 学生思考、计算，并回答问题。 学生结合计算结果，思考与讨论。 学生类比加速度定义，推导单位时间内的动量变化表示什么物理量。 新课讲授 二、动量定理和冲量 教师：现在，我们已经知道了动量的变化率的含义，即 ＝F合 我们对这个等式进行变形，可得 F合·Δt＝Δp 即：物体所受合力与作用时间的乘积等于物体动量的变化，这个结论叫作动量定理。 师生：共同归纳总结动量定理： 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.公式：I＝p′－p，也可以写成F(t′－t)＝mv′－mv。 3.牛顿第二定律的另一种表述：作用在物体上的合力等于物体动量的变化率，即F＝。 4.对动量定理的理解 (1)动量定理反映了合力的冲量是动量变化的原因。 (2)动量定理的表达式FΔt＝mv′－mv是矢量式，运用动量定理解题时，要注意规定正方向。 (3)公式中的F是物体所受的合力，若合力是均匀变化的力，则F应是合力在作用时间内的平均值。 (4)动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观物体的高速运动。不论是变力还是恒力，不论几个力作用时间是同时还是不同时，不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，动量定理都适用。 教师：提问6：现有一质量为0.5kg的小球（可视为质点）（g取10m/s2）。根据冲量的定义，计算问题1和问题5中的小球受到的合外力的冲量，并与动量的变化量做比较。 学生：问题1中，自由落体运动3秒：F合·Δt＝mg·t＝0.5×10×3N·s＝15N·s,等于所计算出的动量的变化量。 问题5中，1秒内：F合·Δt＝mg·t＝0.5×10×1N·s＝5N·s,等于所计算出的动量的变化量； 2秒内：F合·Δt＝mg·t＝0.5×10×2N·s＝10N·s,等于所计算出的动量的变化量； 3秒内：F合·Δt＝mg·t＝0.5×10×3N·s＝15N·s,等于所计算出的动量的变化量； 教师：提问7：问题2中，如果小球从落地到弹起过程用时0.1秒，计算地面对小球的平均作用力。如果落地到弹起过程用时0.01秒呢？ 学生：若为0.1秒，则F ̅＝300N；若为0.01秒，则F ̅＝3000N。 学生与教师一起总结动量定理。 学生完成问题计算。 新课讲授 三、动量定理的应用 教师：问题7的结果说明了什么？ 学生：一段过程中,若物体的∆p一定，∆t短则F大，∆t长则F小． 教师：这一规律在生活中有什么应用？ 学生：在需要增大作用力时，可尽量减少作用的时间，如打击、碰撞等由于作用时间短、作用力往往较大。在需要减小作用力的时候，可想办法延长力的作用时间，如利用海绵或弹簧的缓冲作用来延长作用时间，达到减小作用力的目的。 学生回答问题。 课 堂 练 习 1.跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于(　A　) A．人跳在沙坑的动量大小等于跳在水泥地上的动量大小 B．人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小 C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小 D．人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上大 2. 质量为1kg的物体静止放在足够大的水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为μ = 0.4，有一大小为5N的水平恒力F作用于物体上，使之加速前进，经3s后撤去F。求物体运动的总时间，g取10m/s2。 答案　3.75s 解析　物体由静止开始运动到停止运动的全过程中，F的冲量为Ft1，摩擦力的冲量为Fft。选水平恒力F的方向为正方向，根据动量定理有Ft1 - Ff t = 0 又Ff = μmg 联立解得t = 代入数据解得t = 3.75s 3. (多选)如图所示为清洗汽车用的高压水枪。设水枪喷出水柱直径为D，水流速度为v，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后水的速度为零，手持高压水枪操作，进入水枪的水流速度可忽略不计，已知水的密度为ρ。下列说法正确的是(　BD　) A．高压水枪单位时间喷出的水的质量为 B．高压水枪单位时间喷出的水的质量为 C．水柱对汽车的平均冲力为 D．当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时，喷出的水对汽车 的压强变为原来的4倍 课 堂 小 结 本节课的教学中首先通过物体在恒力作用下做匀变速直线运动这一特例,运用演绎推理的方法推导出动量定理,让学生认识到力在时间上的累积效果就是冲量。最后让学生利用动量定理解释生活中的现象。 板 书 设 计 第2节 动量定理 一、动量的变化 Δp＝p末－p 二、动量定理和冲量 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.公式：I＝p′－p，也可以写成F(t′－t)＝mv′－mv。 3.牛顿第二定律的另一种表述：作用在物体上的合力等于物体动量的变化率，即F＝。 4.对动量定理的理解 三、动量定理的应用 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 动量定理是物理学中的一个重要规律,它揭示了力在一段时间内连续作用的累积效果与动量变化之间的关系,进一步揭示了运动状态变化与相互作用之间的关系。探究式教学模式可以激发学生积极的探究情感。在物理学科中探究式教学是利用探究的形式进行科学内容的教学,使学生更好地理解科学过程的探究特征。 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 $