第二节 动量定理（表格式教学设计）物理粤教版选择性必修第一册

年级

高二年级

学科

物理

教师

课题

第二节　动量定理

教学

目标

物理观念

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)。

教学过程

教师活动

学生活动

导入新课

教师：现象观察：游客在玩耍碰碰车时，一点事都没有，但汽车撞击墙壁时，却易受伤。

提问：两个物体碰撞时，彼此间会受到力的作用，那么一个物体动量的变化和它所受的力与力的作用时间又有怎样的关系呢？

学生讨论、思考问题。

新课讲授 一、动量定理

教师：问题情境：如图所示，一个物体的质量为m，初速度为v0，在恒定合力F的作用下，经过一段时间t，速度变为vt。

（1）物体做什么运动？

学生思考并回答问题。

（2）物体所受恒力在时间t内的的冲量是多少？

（3）物体在时间t内动量变化了多少？

学生：（1）匀变速直线运动

      （2）I=Ft

      （3）Δp=mvt-mv0

教师：物体在不为零的合力作用下，动量会发生改变。下面我们从牛顿第二定律出发，考察任意一段时间内物体的动量和合力作用之间的关系。请同学们独立推导一下。

学生：根据牛顿第二定律：F合＝ma

由运动学公式：a＝＝

故，F合·t＝vt - v0

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：F合·t＝vt - v0。

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合＝。

4.理解：

①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；

②动量定理是表达式是矢量表达式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义；

③动量定理的研究对象可以是一个物体，也可以是由几个物体组成的系统；

④如果物体的运动过程分几个阶段，则既可以分阶段用动量定理，也可以对全过程用动量定理。

教师：同学们能说说生活中关于动量定理的应用的例子吗？

学生：例如：

新课讲授 二、典例分析

教师：下面，我们通过具体的例题来加强对动量定理的应用。

【典例1】一辆质量为2200kg的汽车正在以90km/h的速度匀速行驶。突然前方出现复杂路况，如果驾驶员马上轻踩刹车逐渐制动，汽车在21s内停下；如果驾驶员马上急踩刹车紧急制动，可在3.8s内使车停下。求这两种情况下使汽车停下的平均作用力。

【答案】，，方向均与汽车速度方向相反

【详解】如图所示，设汽车初始运动方向为正方向。

汽车的初动量为

末动量为

根据动量定理可得

将和分别代入上式，求出平均作用力分别为

，

负号表示平均作用力的方向均与汽车速度方向相反。

【典例2】如图所示，一高空作业的工人重为600N，系一条长为L=5m的安全带，若工人不慎跌落时，安全带的缓冲时间t=1s，g取10m/s2，求：

（1）工人跌落到安全带刚好伸直时的速度大小

（2）从工人跌落到安全带最长时重力对人的冲量。

（3）从人跌落到安全带最长的过程中安全带受的平均冲力。

学生完成例题解答。