高中物理-【课堂实录】动量和动量定理教学设计学情分析教材分析课后反思

动量和动量定理教学设计【教学内容分析】“动量和动量定理”是选修3—5中第十六章第二节内容，也是本章的重点内容，是第一节“实验：探究碰撞中的守恒量”的继续，同时又为第三节“动量守恒定律”奠定了基础。所以“动量定理”有承前启后的作用。“动量定理”是牛顿第二定律的进一步展开。它侧重于力在时间上的累积效果，为解决力学问题开辟了新途径，尤其是打击和碰撞类的问题。所以动量定理的知识与人们的日常生活，生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。本节分两课时来完成，这节课为第一课时。【教学目标】一、知识与技能1．理解动量和冲量的定义及其矢量性，会正确计算一维空间内物体动量的变化。2．理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理适用于变力。3．能够初步利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。二、过程与方法（1）通过对动量定理的探究过程，尝试用科学探究的方法研究物理问题，认识物理模型工具在物理学的作用。（2）能够应用动量定理处理一些与生产和生活相关的实际问题，在分析、解决问题的过程中培养交流、合作能力。三、情感、态度与价值观通过运用所学知识推导新的规律，培养学生学习的兴趣。激发学生探索新知识的欲望。通过分组实验，培养学生的实验操作，观察，分析能力，培养学生的合作意识。【教学重点】理解动量定理的确切含义和表达式。【教学难点】动量和冲量方向问题的理解【学法指导】自主阅读、合作探究、相互评价【教学活动设计】一、导入新课首先展示羽毛球、铅球、子弹投射的图片，通过比较分析，得出力的作用效果与质量和速度有关的结论，师：复习引入新课——上节课我们通过实验探究了碰撞中的不变量，你认为这个“不变量”是什么？学生：质量和速度的乘积mv。教师：说明质量和速度的乘积具有特殊意义，物理学中把质量和速度的乘积称为动量，请同学们带着以下思考题阅读教材二、进行新课1、（多媒体显示）思考题：①动量的定义是什么？②动量的国际单位制中的单位是什么？③动量是状态量还是过程量？④动量是矢量还是标量？⑤阅读了人类探究动量方向的历史后有何感想？教师：适时引导学生，以师生问答的方式完成上述“思考题”中的①②③④，并通过多媒体显示正确答案。教师：通过设置问题完成“思考题”⑤——人类对动量的是矢量的认识，经历了一个漫长的历史过程，同学们阅读课文后有哪些感想？学生甲回答学生乙回答教师：进行情感、态度、价值观教育——这两名同学谈得很好，老师认为课文对我们有两点重要启示：第一，科学研究是在黑暗中摸索的过程，任何科学成就都是在前人努力的基础上取得的，无数的科学家为此付出艰辛的劳动。第二，要敢于质疑，不迷信权威，在今后的工作学习生活中勇于探索、大胆创新。（多媒体显示例题及解析过程）例题：一个质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图所示）。碰撞前后钢球的动量变化了多少？让学生到黑板前讲解解题过程,老师进行评价并展示规范答案：解：规定水平向右为正方向。碰前动量P=mv=0.1×6kg·m/s=0.6kg·m/s碰后动量P’=mv’=–0.1×6kg·m/s=–0.6kg·m/s则动量变化为⊿p=P’–P=–0.6kg·m/s–0.6kg·m/s=–1.2kg·m/s负号表示与正方向相反，动量变化量的方向水平向左教师：你对动量变化的理解？学生回答（多媒体显示）即动量的变化量ΔP＝P2－P1，P1为初动量，P2为末动量动量的变化量是矢量①若初、末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算．②若初、末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则．3、动量的变化量是过程量．4、动量的变化与力的时间积累效果有关教师：引起动量变化的原因？（多媒体显示）牛顿第二定律推导动量的变化这个物体在运动过程中的加速度a＝eq\f(v′－v,t)①根据牛顿第二定律F＝ma②由①②得F＝meq\f(v′－v,t)整理得：Ft＝m(v′－v)＝mv′－mv即Ft＝mv′－mv＝Δp.Ft＝mv′－mv，其中F为物体受到的合外力．讲解：在实际情况中，F即是物体所受的合外力，用以改变物体的运动状态。思考讨论：公式F=ΔP/t物理意义是什么？学生：上式表示，物体所受合外力等于物体动量的变化率。教师：对学生的回答进行评价，指出“这就是牛顿第二定律的另一种形式”，同时多媒体显示相关内容。教师：由F=ΔP/t变形得到ΔP=Ft后，引导学生分析、同时多媒体显示公式两边各量的物理意义，进而引入冲量的概念——左边是物体从t时刻到t′时刻动量的变化量，右边是物体所受合外力与这段时间的乘积。公式表明，物体动量的变化量，不仅与力的大小和方向有关，还与作用时间的长短有关。力越大、作用时间越长，物体动量的变化量就越大。Ft这个量反映了力对时间的积累效应，物理学中把力与作用时间的乘积叫做力的冲量，记为I。（教师讲解冲量并多媒体展示）2.冲量（I）（1）定义：力与作用时间的乘积。（2）表达式：I=Ft（3）单位：N·s（4）特点：①冲量是矢量。对于恒力，冲量的方向就是力的方向。②冲量是状态量。（5）典例分析：如图所示，一个质量为m的物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，分别求重力，拉力，摩擦力，合力的冲量学生解答，教师点评教师：有了冲量的概念后，物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量。教师：这就是这节课要学习的动量定理。3．动量定理（1）内容：物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量。（2）表达式：Ft＝mv′－mv（3）理解：①因果关系：冲量是动量改变的原因。②矢量性：是矢量式，ΔP与I方向相同。③适用性：恒力或变力作用过程；即：动量定理比牛顿第二定律适用范围广，使用方便。4、动量定理的实例，加深理解下面请同学们再看一个演示实验。演示实验一：细绳能否被钩码拉断。实验器材：200g钩码两个，铁架台一套，细线两根。②教师演示：把其中一细绳的一端固定在铁架台上，细绳的另一端系200g的钩码，另一细绳一端拴一橡皮条，另一端挂钩吗，使钩码在最低点静止不动。两个学生到讲台演示：用手将钩码拿起，使其从相同的高度自由下落。实验现象：系橡皮条细绳未被钩码拉断，没系橡皮条的细线被拉断。学生讨论出现这种现象的原因并进行解答教师评价总结：人们在生活中应用动量定理的思想方法——在△P一定的情况下，往往通过减小△t以获得到较大的力F，通过增大△t以获得到较小的力F；在△t一定的情况下，往往通过增大△P以获得到较大的力F，通过减小△P以获得到较小的F。多媒体展示：当△P一定时，△t越大F越小，△t越小F越大；当F一定时，△t越大△P越大，△t越小△P越小。当△t一定时，△P越大F越大，△P越小F越小。教师：演示实验二，水杯下压一张纸条，要想把纸条从底下抽出又要保证水杯不动，应该缓缓、小心地将纸条抽出，还是快速地将纸条抽出？说明理由。（请学生上台演示）指导学生运用动量定理解释现象及原因。教师：动量定理在日常生活中有哪些应用？学生甲：学生乙：教师：同学们回答的很好！动量定理在日常生活中的应用是很广泛的，除了同学们列举的那些应用外，还有以下常见的应用。（多媒体显示图片，教师进行解释）水果的包装袋、电子产品包装用的泡沫塑料、瓷器包装用绸缎、头盔；等等。5、巩固提高（及时突破，小试牛刀）习题：一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，据测算两车相撞前的速度约为30m/s.则：(1)试求车祸中车内质量约60kg的人受到的平均冲力是多大？(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s，求这时人体受到的平均冲力为多大？学生爬黑板答题，教师点评展示正规答案并进行安全乘车教育。6、课堂小结：7、布置作业：书面作业：课后题1、2、3、4、题三、板书设计16．2动量和动量定理1.动量（P）（1）定义：质量与速度的乘积。（2）定义式：P=mv（3）单位：kg·m/s。（4）特点：①P是状态量。②P是矢量，方向与v的方向相同。2.冲量（I）（1）定义：力与作用时间的乘积。（2）定义式：（3）单位：N·s（4）特点：①冲量是矢量。对于恒力，冲量的方向就是力的方向。②冲量是状态量。3．动量定理（1）内容：物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量。（2）表达式：（3）理解：①适用性：恒力、变力；②矢量性：③因果关系：冲量是动量改变的原因。④当△P一定时，△t越大F越小，△t越小F越大；当F一定时，△t越大△P越大，△t越小△P越小。当△t一定时，△P越大F越大，△P越小F越小。动量和动量定理学情分析高中学生已初步掌握了物理的基础知识和基本原理，也具备了一定的分析问题和解决物理问题的能力，特别是经过第16章第1节（实验：探究碰撞中的不变量）的学习，为本节课的学习做好了铺垫和准备，因此，大多数学生能够独立进行推理、分析和判断。但思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中需以一些感性认识作为依托，加强直观性和形象性，以便学生理解。动量和动量定理效果分析本节课以教师为主导、学生为主体，运用“引导→实验→发现→探究→理论”模式进行教学。通过生活实例和演示实验，引入课题，激发学生的兴趣。通过创设物理情境、建立物理模型归纳得出动量定理，并对其进行理解。运用动量定理解释日常生活中的物理现象，培养学生理论联系实际的能力。在课堂上鼓励学生主动参与、主动探究、主动思考、主动实践，在教师合理、有效的引导下进行学习，充分体现探究的过程与实现对学生探究能力培养的过程。学生物理定理规律的理解比较到位，定理中的每一个物理量之间的关系比较清楚。并能正确应用动量定理分析解决实际问题。但该内容学生比较陌生，运用定理解求解问题能力稍微欠缺，需要第二节跟上一节习题课，专门强化练习运用动量定理分析解决问题。动量和动量定理教材分析“动量和动量定理”是第十六章第二节内容，也是本章的重点内容，，计划分两课时来完成，这节课为第一课时。从教材编排上看，是第一节“实验：探究碰撞中的守恒量”的继续，同时又为第三节“动量守恒定律”奠定了基础。不仅是对冲量和动量、牛顿第二定律等知识的巩固运用，同时也为后面学习动量守恒定律打下了坚实的基础，所以“动量和动量定理”有承前启后的作用。从教材内容上看“动量和动量定理”是牛顿第二定律的进一步展开，它侧重于力在时间上的\o"心好累好迷茫的句子"累积效果，为解决力学问题开辟了新的途径，尤其是打击和碰撞类的问题。动量定理知识与人们的日常\o"生活感悟经典句子"生活，生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习这部分知识有着重要意义。动量和动量定理测评练习1．关于动量的概念，下列说法正确的是()A．动量大的物体惯性一定大B．动量大的物体运动一定快C．动量相同的物体运动方向一定相同D．动量相同的物体速度小的惯性大2．关于动量的大小，下列叙述中正确的是()A．质量小的物体动量一定小B．质量小的物体动量不一定小C．速度大的物体动量一定大D．速度大的物体动量不一定大3．关于动量变化量的方向，下列说法中正确的是()A．与速度方向相同B．与速度变化的方向相同C．与物体受力方向相同D．与物体受到的总冲量的方向相同4．对于任何一个质量不变的物体，下列说法正确的是()A．物体的动量发生变化，其动能一定变化B．物体的动量发生变化，其动能不一定变化C．物体的动能不变，其动量一定不变D．物体的动能发生变化，其动量不一定变化5．对于力的冲量的说法，正确的是()A．力越大，力的冲量就越大B．作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大C．F1与其作用时间t1的乘积F1t1等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相同D．静置于地面的物体受到水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为零6．从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上比掉在泥土上易碎，是因为掉在水泥地上时，杯子()A．受到的冲量大B．受到的作用力大C．动量的变化量大D．动量大7．汽车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受的阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是()A．汽车输出功率逐渐增大B．汽车输出功率不变C．在任意两相等的时间内，汽车动能变化相等D．在任意两相等的时间内，汽车动量变化的大小相等8．如图2－1所示，把重物G压在纸带上，用一水平力缓慢拉动纸带，用另一水平力快速拉动纸带，纸带都被从重物下面抽出，对这两个过程，下面的解释正确的是()A．缓慢拉动纸带时，纸带对重物的摩擦力大B．快速拉动纸带时，纸带对重物的摩擦力小C．缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D．快速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小9．一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v。在此过程中()A．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为eq\f(1,2)mv2B．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为零C．地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为eq\f(1,2)mv2D．地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零10．一人在高h1处竖直向下抛出一质量为m的钢球，钢球与地板碰撞无能量损失，竖直弹起的高度为h2，求人抛球过程对球冲量的大小。(忽略空气阻力)答案：1.解析：物体的动量是由速度和质量两个因素决定的。动量大的物体质量不一定大，惯性也不一定大，A错；同样，动量大的物体速度也不一定大，B也错；动量相同指动量的大小和方向均相同，而动量的方向就是物体运动的方向，故动量相同的物体运动方向一定相同，C对；动量相同的物体，速度小的质量大，惯性大，D也对。答案：C、D2.解析：物体的动量p＝mv是由物体的质量m和速度v共同决定的，仅知物体的质量m或速度v的大小并不能唯一确定动量p的大小，所以B、D选项正确。答案：B、D3.解析：动量变化量Δp＝p′－p＝mv′－mv＝mΔv，故知Δp的方向与Δv的方向相同，与v的方向不一定相同，A错误，B正确；由动量定理I＝Δp知，Δp的方向与I的方向相同，D正确；若物体受恒力作用，Δp的方向与F方向相同，若是变力，则二者方向不一定相同，C错误。答案：B、D4.解析：动量p＝mv，是矢量，速度v的大小或方向之一发生变化，动量就变化；而动能只在速率改变时才发生变化，故选项B正确，A、C、D均错。答案：B5.解析：力的冲量I＝Ft与力和时间两个因素有关，力大而作用时间短，冲量不一定大，A错B对，冲量是矢量，有大小也有方向，冲量相同是指大小和方向都相同，C错，冲量的大小与物体的运动状态无关，D错，因此选B。答案：B6.解析：由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和泥土上时，速度相同，动量相同，D错，最后速度减为零，动量变化量相同，C错，由动量定理可知冲量相同，A错，落在水泥地上作用时间短，受到的作用力大，B对。答案：B7.解析：由eq\f(P,v)－f＝ma可知，a、f不变时，v增大，P增大，故A对B错。汽车做匀加速运动，在任意两相等时间内速度变化相等，即Δv＝at。而汽车动能变化量ΔEk＝eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1))＝eq\f(1,2)mΔv(v2＋v1)不等，C错。动量变化量Δp＝mΔv相等，D对。答案：A、D8.解析：对重物，在纸带抽出的过程中，所受的合力即为纸带给它的滑动摩擦力f＝μmg(其中μ是重物与纸带间的动摩擦因数，m是重物的质量)，显然重物所受合力F合＝f，在快抽和慢抽两种情况下是不变量，A、B均错。由F合t＝ft＝Δp知：F合一定，Δp∝t，故慢抽时，t较长，Δp较大，纸带给重物的冲量I大，C正确。快抽时，t较短，Δp较小，纸带给重物的冲量I小，D正确。答案：C、D9.解析：运动员受到两个作用力：地面对他向上的作用力F和重力mg，根据动量定理有(F－mg)Δt＝mv，所以地面对他的冲量为FΔt＝mv＋mgΔt，地面对他的作用力因脚的位置为零，做功为零，故正确答案为B。答案：B10.解析：由于钢球与地板碰撞无能量损失，故钢球落地时速度v＝eq\r(2gh2)①钢球竖直下落过程由动能定理得：mgh1＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)②人抛球过程由动量定理得：I＝mv0③解①②③式得：I＝meq\r(2g(h2－h1))。答案：meq\r(2g(h2－h1))动量和动量定理课后反思本节课的重点是动量定理的物理意义有以下几点学生不容易理解:第一，动量定理与牛顿第二定律的区别何在?第二，有了牛顿第二定律为什么还要动量定理?应该使学生明确，牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用效果，而由它所导出的动量定理是力的持续作用的效果，在推导过程中出现的F和t“融为”一体，这就是冲量。恒力作用有冲量，变力作用也有