2 动量定理（表格式教学设计）物理人教版2019选择性必修第一册

第2节 动量定理（教学设计） 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 1.理解冲量的概念，掌握冲量的定义和计算方法； 2.掌握动量定理的内容和表达式； 3.能用动量定理解释生活中的相关现象。 科学思维 1.通过理论推导得出动量定理，培养逻辑推理能力； 2.运用微元法处理变力冲量问题； 3.通过动量定理建立力与运动的关系。 科学探究 1.通过实验现象提出物理问题； 2.运用动量定理探究流体冲击力问题； 3.通过案例分析验证动量定理的适用性。 科学态度 与责任 1.通过动量定理认识物理规律的实际应用价值； 2.培养严谨求实的科学探究态度； 3.增强安全意识，理解缓冲原理在生活中的重要性。。 教学重难点 教学重点： 1.动量定理的推导和理解； 2.冲量的概念和计算方法； 3.动量定理在实际问题中的应用。 教学难点： 1.动量定理的矢量性理解； 2.利用动量定理解释有关现象； 3.变力冲量的计算方法。 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 【情境导入】 展示船用轮胎、苹果包装、安全帽等图片，提出问题："这些装置为什么能起到保护作用？"；引导学生思考力、作用时间与动量变化的关系。 学生观察缓冲现象，思考力与作用时间的关系 新课讲授 一、冲量 【情境讲解】 1.在光滑水平面上的质量为m 的物体在水平恒力F 的作用下，经过时间∆t，速度由v 变为v′；2.假设在拉力 F 和阻力f 的共同作用下，质量为m的物块的速度由v1 变为v2 ，已知两力作用的时间为 t，试用运动学公式和牛顿第二定律来表述加速度，联立两式消去加速度，找出力与质量和速度的关系。 【概念建立】 1.定义：I = FΔt； 2.单位：N·s； 3.矢量性：方向由力的方向决定； 4.冲量与功的比较。 【方法指导】 讲解冲量的计算方法：恒力直接相乘，变力用F-t图像面积 此外，对于方向不变、大小随时间均匀变化的变力（力与时间成线性关系变化）,冲量也可用I=F ̅(t'-t)计算,但式中的F ̅应为Δt时间内的平均力 理解冲量定义，掌握冲量的矢量性 新课讲授 二、动量定理 【理论推导】 1.从牛顿第二定律出发推导动量定理； 2.得出表达式：FΔt = Δp； 3.强调矢量性：冲量方向与动量变化方向相同。 【适用范围】 说明动量定理适用于恒力、变力、直线运动、曲线运动等情况。 参与推导过程，理解定理的物理意义 新课讲授 三、动量定理的应用 【现象解释】 1.缓冲现象：鸡蛋下落、安全气囊等； 2.增大作用力：钉钉子、打棒球等； 3.流体冲击力：水枪、瀑布等。 【例题讲解】 详细讲解垒球击打、消防员下落等例题。 如：一个质量为0.18kg的垒球，以25m/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45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s。球棒对垒球的平均作用力是多大。 【微元法指导】 (1)建立“柱体”模型：沿流速v的方向选取一段柱形流体为研究对象，其横截面积为S； (2)微元研究：设在很短的时间Δt内通过某一横截面的流体长度为Δl，如图所示，若流体的密度为ρ，那么在这段时间内流过该截面的流体的质量为Δm＝ρSΔl＝ρSvΔt； (3)列方程求F：分析微元的受力情况和动量变化，运用动量定理F合Δt＝Δp，结合F合与F的关系列式求解。(注意：一般要用到牛顿第三定律) (4)实例分析：水力采煤、滴水穿石。 分析实际问题，应用动量定理；掌握微元法处理流体问题 课 堂 练 习 课 堂 练 习 【例1】某消防队员从一平台上跳下，下落1 s后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.2 s，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力约为(　B　) A．自身所受重力的2倍 B．自身所受重力的6倍 C．自身所受重力的8倍 D．自身所受重力的10倍 【例2】(多选)如图甲所示，一质量为m的物体静止在水平面上，自t＝0时刻起对其施加一竖直向上的力F，力F随时间t变化的关系如图乙所示，已知当地重力加速度为g，空气阻力不计，则下列说法正确的是(　BC 　) A．0～t0时间内拉力F的冲量为0 B．0～t0时间内拉力F所做的功为0 C．物体上升过程中的最大速度为gt0 D．4t0时刻物体的速度为0 【例3】在水平恒力F＝30 N的作用下，质量m＝5 kg的物体由静止开始沿水平面运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用6 s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10 m/s2)应用动量定理分别从分阶段及全程两个角度进行求解。 【例4】质量m＝70 kg的撑竿跳高运动员从h＝5.0 m高处落到海绵垫上，经Δt1＝1 s后停止，则该运动员身体受到海绵垫的平均冲力约为多少？如果是落到普通沙坑中，经Δt2＝0.1 s停下，则沙坑对运动员的平均冲力约为多少？(g取10 m/s2) 【例5】如图所示，水力采煤时，用水枪在高压下喷出的强力水柱冲击煤层。设水柱直径为d＝30 cm，水速为v＝50 m/s。假设水柱射在煤层的表面上，冲击煤层后水的速度变为零。求水柱对煤层的平均冲击力的大小。(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，结果保留三位有效数字) 板 书 设 计 第2节 动能定理 一、冲量 1.定义：I = FΔt 2.单位：N·s 3.矢量性：方向由力决定 二、动量定理 1.表达式：FΔt = Δp 2.意义：冲量是动量变化的原因 3.矢量性：方向相同 三、应用 1.缓冲原理：Δt↑ → F↓ 2.增大作用力：Δt↓ → F↑ 3.流体冲击力：F = ρSv² 课 堂 小 结 作 业 布 置 1.完成教材课后练习题； 2.完成课件中的例题分析； 3.调研生活中动量定理的应用实例。 教 学 反 思 动量定理的推导过程学生理解较好，但在应用时对矢量性的把握仍需加强。流体冲击力问题涉及微元法，部分学生感到抽象，需要更多实例辅助理解。通过生活实例解释缓冲现象和学生兴趣浓厚，教学效果良好。下次可增加更多互动实验，如用不同材料接落下的鸡蛋，直观感受缓冲效果。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $