人教版(新教材)高中物理选择性必修1教学设计3：1 1-1 2 动量 动量定理教案

人教版（新教材）高中物理选择性必修第一册PAGEPAGE11.1-1.2动量动量定理〖学习目标〗一、知识与技能1、经历两个物体碰撞前后会不会有什么物理量保持不变的猜想过程。2、理解动量和动量的变化，会正确计算做一维运动的物体的动量变化。3、知道冲量的概念，知道冲量是矢量。4、知道动量定理的确切含义，掌握其表达式。二、过程与方法1、培养实验的理论探究与操作技能，特别是数据采集和分析的技能。2、了解物理学中动量概念的建立过程。3、会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象。4、培养学生推理能力和说明说理能力。三、情感态度与价值观1、通过实验探究，经历寻求碰撞中“不变量”的过程，领会实验的基本思路，感悟自然界的和谐与统一。2、有参与科技活动的热情，有从生活到物理，从物理到生活的意识。3、有善于发现问题的精神，并具有解决问题的能力。4、培养学生正确的价值观和人生观，明白只有勤奋努力才可能有丰硕的收获。〖重点难点〗1、理解一维碰撞。(重点)2、理解动量和动量的变化。(难点)3、会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象解决实际问题。(重点)4、理解动量和动能、动量定理和动能定理的区别。(难点)〖教学准备〗课件、滑轨、光电门、小车（2辆）、挡光板、天平〖教学过程〗一、导入新课：〖教师引入课程〗用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球A、B，且两球并排放置。拉起A球，然后放开，该球与静止的B球发生碰撞。可以看到，碰撞后A球停止运动而静止，B球开始运动，最终摆到和A球被拉起时同样的高度。为什么会发生这样的现象呢？二、讲授新课： 1、寻找碰撞中的不变量〖教师引导〗从实验现象中似乎可以得出，碰撞前后两球速度之和是不变的。那么所有的碰撞都有这样的规律吗？〖演示〗质量不同小球的碰撞将上面实验其中一个球换成质量较大，大小不变的小球，用手拉起小球至某一高度后放开，撞击静止的B球。我们可以看到，碰撞后B球获得较大的速度，摆起的高度大于小球被拉起时的高度。结论：碰撞前后两球速度之和不相等。〖学生思考〗思考演示实验中，小球为什么要采用光滑坚硬的钢球？〖解答〗这是为了两球在碰撞时尽量减小机械能的损失。〖教师引导〗同学们会猜想，两个物体碰撞前后动能之和不变；或者两个物体碰撞前后速度与质量的乘积不变。为了分析碰撞前后到底什么量会是不变的，设计实验，根据数据来研究上述问题。〖设计实验〗如图所示，两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。数据记录在表中，观察实验数据，得出结论。根据实验数据，计算两辆小车碰撞前后的动能，比较碰撞前后的动能之和是否不变。再计算两辆小车碰撞前后的质量与速度的乘积，比较碰撞前后的质量与速度的乘积之和是否不变。结论：从实验数据可以看出，实验中小车碰撞前后，动能之和并不相等，但是质量与速度的乘积之和却基本不变。〖教师补充〗实验时,实验误差主要来源于阻力影响,所以实验中要尽量减小碰撞前后的阻力。2、动量〖教师引导〗从上述实验可以看出，物体碰撞前后，它们质量与速度的乘积之和基本不变，那么mv这个物理量具有特别的意义。物理学中把质量与速度的乘积mv定义为物体的动量，用字母p表示：p＝mv。〖教师补充〗动量的国际制单位是千克米每秒，符号是kg·m/s。动量是矢量，它的方向与速度的方向相同。〖教师提问〗在一维运动中，动量的矢量性可用“+”和“一”表示，正负的含义是什么？〖学生思考〗在一维运动中，物理量的方向要么“左”，要么“右”，故在规定一个正方向后，便可用“+”，或“一”来表示其矢量性。动量正、负号表示方向，不表示大小。正号表示动量的方向与规定的正方向相同，负号表示动量的方向与规定的正方向相反。〖教师补充〗动量的性质(1)瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用p＝mv表示。(2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。(3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关。〖教师提问〗如何理解动量的变化量？〖学生思考〗动量的变化量：是矢量，其表达式为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。〖教师补充〗动量和动量变化量的比较动量动量的变化表达式p＝mv物理意义状态量，速度大小或方向发生变化，动量就变化过程量，初末速度在同一直线上，可转换为代数运算；不在同一直线上，按平行四边形定则计算矢量方向与速度的方向相同与速度变化的方向相同联系单位相同〖教师引入〗有些船和码头经常悬挂一些老旧的轮胎，主要用途就是为了减轻船舶靠岸时码头与船舶之间的撞击。这其中有怎样的道理呢？3、动量定理〖教师提问〗两物体碰撞时，彼此受到力的作用，那么一个物体动量的变化和它所受的力有什么关系？联系上节学到的内容思考。〖学生回答〗两个物体碰撞时发生相互作用，正是相互作用力使物体的动量发生了改变。〖教师引导〗假设物体受到恒力，分析物体动量的变化与受力的关系。假定质量为m的物体在光滑的平面上受到恒力F的作用，做匀变速直线运动。在初始时刻，物体的速度为v，经过一段时间，它的速度为，那么这段时间的加速度为，根据牛顿第二定律，则即〖教师补充〗这个物理量反映了力的作用对时间的累积效应。力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。〖学生思考〗思考冲量的性质，加深理解。〖教师引导〗冲量的性质（1）过程量：冲量描述的是力的作用对时间的积累效应，取决于力和时间这两个因素，所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量．（2）矢量性：冲量的方向与力的方向相同，与相应时间内物体动量变化量的方向相同．〖教师补充〗动量的变化量：是矢量，其表达式为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。〖教师提问〗通过以上的过程，动能定理的推导过程是怎样的？〖学生讨论〗小组讨论，计算书写过程〖教师补充〗假设一个质量为m的物体，初速度为，初动量为，在合力F的作用下，经过一段时间t，速度变为，末动量为。物体的加速度，，变形得〖学生思考〗加深对动量定理的理解。〖教师补充〗（1）动量定理的表达式是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义。（2）动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。（3）公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值。〖教师总结〗动量定理(1)内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量。(2)表达式：或。4、动量定理的应用〖教师提问〗竖立放置的粉笔压在纸条的一端。要想把纸条从粉笔下抽出，又要保证粉笔不倒，应该缓缓、小心地将纸条抽出，还是快速将纸条抽出？说明理由。〖学生回答〗学生回答问题，思考解决。〖演示〗在同学回答的基础上，进行演示实验。第一次是小心翼翼地将纸条抽出，现象是粉笔必倒。第二次是将纸条快速抽出。具体方法是一只手捏住纸条没压粉笔的一端，用另一只手的手指快速向下打击纸条中部，使纸条从粉笔下快速抽出。现象是粉笔几乎不动，仍然竖立在桌面上。先请同学们分析，然后老师再作综合分析。〖教师分析〗纸条从粉笔下抽出，粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力作用，方向沿纸条抽出的方向。不论纸条是快速抽出，还是缓缓抽出，粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变。在纸条抽出过程中，粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示，粉笔受到摩擦力的冲量为，粉笔原来静止，初动量为零，粉笔的末动量用表示。根据动量定理有。如果缓慢抽出纸条，纸条对粉笔的作用时间比较长，粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大，粉笔动量的改变也比较大，粉笔的底端就获得了一定的速度。由于惯性，粉笔上端还没有来得及运动，粉笔就倒了。如果在极短的时间内把纸条抽出，纸条对粉笔的摩擦力冲量极小，粉笔的动量几乎不变。粉笔的动量改变得极小，粉笔几乎不动，粉笔也不会倒下。〖教师补充〗(1)定性分析有关现象：①物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小。②作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小。(2)定量计算有关物理量动量定理中，动量变化与合力的冲量大小相等，方向相同，据此有：①应用求变力的冲量。②应用求恒力作用下曲线运动中物体动量的变化。③应用动量定理可以计算某一过程中的平均作用力，通常多用于计算持续作用的变力的平均大小。〖课堂练习〗1、关于动量,下列说法正确的是()A.速度大的物体,它的动量一定也大

B.动量大的物体,它的速度一定也大

C.只要物体运动的速度大小不变,物体的动量也保持不变

D.质量一定的物体,动量变化越大,该物体的速度变化一定越大〖答案〗D2、高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动,在启动阶段,列车的动能()A.与它所经历的时间成正比 B.与它的位移成正比

C.与它的速度成正比 D.与它的动量成正比〖答案〗B3、关于动量，下列说法中正确的是()A．做匀变速直线运动的物体，它的动量一定在改变B．做匀速圆周运动的物体，动量不变C．物体的动量变化，动能也一定变化D．甲物体动量，乙物体动量，所以〖答案〗A4、两辆汽车的质量分别为和，沿水平方向同方向行驶且具有相等的动能，已知，则此时两辆汽车的动量和的大小关系是()A.等于 B.小于 C.大于 D.无法比较〖答案〗C5、一个物体在下述运动中,动量不发生变化的是(

)A.匀速直线运动

B.匀速圆周运动C.平抛运动

D.竖直上抛运动〖答案〗A6、如图,光滑固定斜面的倾角为30°,甲、乙两物体用不可伸长的轻绳相连,保持静止状态,开始时甲、乙离地高度相同。剪断轻绳,则在乙落地前瞬间()A.甲、乙加速度大小之比为1:1 B.甲、乙速度大小之比为1:1C.甲、乙动量大小之比为1:1 D.甲、乙动能大小之比为1:1〖答案〗C7、关于力的冲量,下列说法正确的是(

)A.力越大,力的冲量就越大

B.作用在物体上的力大,力的冲量不一定大

C.静置于地面的物体受水平推力F的作用,经时间t物体仍静止,则此推力的冲量为零

D.若与作用时间的乘积的大小等于与作用时间的乘积,则这两个冲量相同〖答案〗B8、下面的说法正确的是（）A.当力与物体的位移垂直时，该力的冲量为零B.如果物体（质量不变）的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零C.物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大D.做竖直上抛运动的物体，在△t时间内所受重力的冲量可能为零〖答案〗B9、今年9号台风“利奇马”登陆浙江，对浙江多地造成了不同程度的破坏。台风登陆某地时风速为v，该地公园内有一棵大树，台风过境时这棵大树与台风正对接触面积为S，假设台风与这棵大树接触后风速变为0，已知空气密度为φ，则台风对这棵大树的作用力大小为()A. B. C. D.〖答案〗A10、如图所示,两个质量相等的物体从同一高度沿不同倾角的两光滑斜面由静止自由滑下,在到达斜面底端的过程中,下列说法正确的是()A．两物体所受重力的冲量相同 B．两物体所受合外力的冲量相同C．两物体动量的变化量相同 D．两物体动能的变化量相同〖答案〗D11、有一只玻璃杯从同一高度处自由落下,发现掉在水泥地面上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯与水泥地面撞击过程中()A.玻璃杯的动量较大B.玻璃杯受到的冲量较大

C.玻璃杯的动量变化较快D.玻璃杯的动量变化较大〖答案〗C12、如图所示，今有一子弹穿过两块静止放置在光滑水平面上的相互接触质量分别为m和2m的木块A、B，设子弹穿过木块A、B的时间分别为和，木块对子弹的阻力恒为，则子弹穿过两木块后，木块A的速度大小是()

A. B. C. D.〖答案〗B〖板书设计〗§1.1动量1.2动量定理一、碰撞中的不变量是质量与速度的乘积之和二、动量1、定义：物体的质量与速度的乘积，即p＝mv。2、单位：动量的国际制单位是千克米每秒，符号是kg·m/