1.1探究动量变化与冲量的关系(动量定理)

探究动量变化与冲量的关系教案一、教学目标1、知识与技能能从牛顿运动定律推导出动量定理的表达式。理解动量定理的表述，知道动量定理也适用变力。能够运用动量定理解释有关现象，处理有关问题。2、过程与方法经历动量定理的推导过程，学会用数学方法研究物理问题。用动量定理进行定量计算，提高学生定量计算的能力。通过用动量定理处理实际问题，提高学生质疑、分析和解决问题的能力。3、情感态度与价值观培养学生的观察与动手能力，鼓励学生将所学知识用于日常生活、生产实践。提高学生的交流能力。二、教学重点和难点重点：动量定理的推导及文字表述。难点：应用动量定理解决实际有关问题。三、教法和学法本节课以学生为主体， 运用引导-探究”模式进行教学。在课堂上教师通过实验鼓励学生相互交流、主动参与、主动探究、主动思考、主动实践，在教师合理、有效的引导下进行高效率学习来完成探究的过程。通过此过程，培养了学生科学探究的能力。四、教学器材两枚大小相同的鸡蛋、尺寸相同的石头地板和棉布各一块、多媒体、CAI课件、计算机。五、教学程序设计（第一课时）根据本节内容的特点分五个环节：⑴创设问题情景提出问题⑵建立模型推导动量定理⑶应用动量定理定量计算⑷趣味实验⑸应用动量定理定性分析（一）创设情景提出问题教师：教师通过图片引入跳远时要跳落在沙坑里而不是平地上？运动员敢用头顶迎面飞来的足球，去不敢顶相同大小的铅球 ?学生讨论：跳沙坑时，人与地面和沙接触时力相同，但作用时间却不同，时间长的冲量大，时间短的冲量小；速度相同，质量大的，动量大，所以不敢接。这些现象都与动量和冲量有关。教师：对于这些问题可以通过我们今天的学习，通过对冲量与动量的关系的进一步探索而得出。（二）建立模型推导动量定理教师：演示准备好的鸡蛋落地实验。教师提出问题：演示实验的两个过程有何异同，造成这两种不同的结果的原因是什么呢？学生讨论：鸡蛋从同一高度处下落，到达石头地板和棉布表面的速度 v0相同。对这两个碰撞过程而言，碰撞的初速度都是 v0，最后速度都为 0。由上节学习的动量的定义式：Pmv可知这两个过程初动量为 mv，末动量为0，即动量的变化量相同。鸡蛋遇石头地板时，弹性形变小，作用时间短；遇棉布时，弹性形变大，作用时间长。所以鸡蛋遇石头地板时碎了，可见受了一个较大的力。鸡蛋遇棉布时没有碎，可见受到的力较小，棉布对鸡蛋具有“缓冲”作用。教师引导学生：可以得出上述两种情况中，F不同，时间t不同，P相同。教师提问：为什么延长了力的作用时间，鸡蛋就摔不坏呢？其中包含什么物理知识呢？学生讨论：要知道为什么就要知道F,t与P之间的关系【此时学生对 F,t,P,I有了初步的感性认识，需教师帮助构建物理模型，抽象思维，把感性认识提高到理性认识】教师构建模型：质量为m的物体，初速度为 v0，在水平力 F的作用下，沿水平方向作直线运动，经过时间t，物体的速度变为v。（所建模型借助媒体）教师提出任务：由学过的牛顿运动定律与上节所学内容，试推导一下，能否得出F,t,P,P的表达式。

学生讨论得出了F,t,P,P之间的关系式：FtPP-P（借助媒体，给出推导过程）PP-P教师引导学生观察上式提问：上式两端分别有什么物理意义？学生得出：式子左边为合外力的冲量，右边为动量变化量。教师总结：上式表示物体所受合力的冲量等于动量的变化。此即动量定理的文字表述：物体所受合力的冲量等于动量的变化。公式：Ftmvmv即FtP-P。教师：请同学用动量定理解释演示实验两种不同结果的原因及引课时提出的问题。学生：演示实验中两个鸡蛋的动量变化量相同，石头地板与鸡蛋碰撞时间短那么鸡蛋受到的力就大，所以鸡蛋碎了。相反的，鸡蛋与棉布作用的时间长那么鸡蛋受到的力就小，所以鸡蛋完好无损。跳沙坑时沙子延长了人与地的作用时间，那么人受到地的作用力就小，对人的伤害就小；对足球运动员来说，他与足球和铅球的作用时间相同，但铅球的动量很大，给人的作用力就很大，所以就不敢顶铅球。（第二课时）（三）定量计算用动量定理解题例题：一个质量为0.18Kg的垒球以25m/s的速度飞向球棒，被球棒打击后以45m/s的速度反向水平飞回，球与棒的作用时间 t为0.01s.求棒对球的平均作用力？ （借助媒体）教师引导学生归纳解题步骤：（1）选取正方向；（2）作受力分析和过程分析；（3）进行状态分析写出初末动量，并求出动量变化；（4）建立方程求解；（四）趣味实验学生实验：利用纸条和笔帽做抽纸条实验（一次慢抽，一次快抽） ,并解释实验现象。边做边思考，谈一谈自己的感受。（五）定性分析【培养学生从实践到理论，再用理论解释实验的研究方法，鼓励学生将所学的物理知识与日常生活和生产技术联系起来。】教师播放CAI课件：“汽车相撞的交通事故 ”图片。教师提问：用动量定理解释事故发生的原因。动量 p=mv中质量、速度不同与车辆相撞的后果严重程度有何关系？我们在交通方面应注意什么事项？学生讨论分析：汽车相撞的严重程度与动量改变量密切相关，因为相撞后汽车速度为零，动量改变量Ap=0mv=-mv,故可得出汽车速度与承载质量都会增加撞伤程度。（借助多媒体）学生总结得出生活中交通方面应注意的事项：A.乘汽车时要注意承载人数；B.要提醒司机注意车速；C.在交通密集地段要减速行驶，注意看交通标志；D．过马路要遵守交通规则。【通过以上讨论，使学生掌握对物理问题进行定性分析和定量计算两种常用方法。不仅巩固了学生学过的物理知识，锻炼了学生分析问题的能力，而且增强了保护他人和自己生命的交通安全意识，增强了学生的社会责任感。 】六、回顾与小结(1)动量定理的推导过程及此过程所用到的方法、动量定理的表达式和文字表述。(2)动量定理的四点说明：①动量定理的表达式为矢量式，在做题中应规定正方向。②动量定理给出了过程量I与状态量P之间的关系：力的时间积累效果是改变物体的动量，冲量是物体动量变化的量度。③动量定理与牛顿第二定律的关系，它们从不同侧面反映力和运动的关系：牛顿第二定律反映的是力与运动的瞬时关系；动量定理反映的是力的时间积累与动量变化的关系。④动量定理既适用于恒力也适用于变力。(3)思考题：一个物体，如果物体所受合外力为零，则物体的动量变化为零，对于多个物体组成的系统，如果合外力为零，则它们的动量变化服从什么规律？七、板书设计一、动量定理推导：叨阳或加出"涉泌加〃加加初动量：mvPmvv末动量：mvPmvvva 由t⑴Fa一m (2)⑴(2)联立得Ftmvmv即