人教版(新教材)高中物理选择性必修1教学设计4：1 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动量动量定理上课时间：年月日题课选择性必修一第一章第一、二节：动量动量定理课型新课时1教学目标1.了解生产生活中的各种碰撞现象,会用动量定理解释生活生产中的相关现象和解决实际问题,能在恒力情况下进行理论推导,得出动量定理及其表达式。2.经历寻求碰撞中不变量的过程，体会探究过程中猜想、推理和证据的重要性。3.知道动量概念及其单位，会计算动量的变化量；知道冲量概念，动量定理及其表达式的物理意义；知道动量定理适用于变力情况，领会求解变力冲量时的极限思想。4.认识动量是描述物体运动状态的物理量，深化运动与相互作用的观念。学习重点动量概念，动量定理学习难点体会探究过程,认识动量是描述物体运动状态的物理量；动量定理的矢量性教学过程教学环节(含备注)教学内容引入新课进行新课观察与探究 讲解课后作业一.引入新课演示两摆球相撞实验，被碰小球B为什么会摆到与小球A开始释放的高度？二.进行新课（一）寻求碰撞中的不变量1.明确概念：碰撞前是指即将发生碰撞的那一时刻，碰撞后是指碰撞刚结束的那一时刻。2.实验与猜想（1）定性实验猜想将单摆A拉开某一个角度后释放，在最低点与B相碰，以下实验中开始将A拉开的角度均一样大。第1次实验：mA=mB，碰后A静止，B向右运动；第2次实验：mA＞mB，碰后A、B均向右运动；第3次实验：mA＜mB，碰后A向左运动，B向右运动。通过讨论与猜想：A、B的速度大小或方向发生了变化，这种变化与质量有关。（2）定量实验与探究按教材第3页提供的数据，列表计算比较次数m1v(m1+m2)v′m1v2/2(m1+m2)(v′)2/210.3260.3250.1020.04920.3400.3290.1120.03630.4110.3970.1170.064结论：碰撞前后总动能不相等，而碰撞前后质量与速度的乘积之和不变。（二）动量1.定义：物体的质量与速度的乘积mv定义为物体的动量。用字母p表示p=mv.单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。理解要点：（1）状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。（2）相对性：这是由于速度与参考系的选择有关，通常以地球（即地面）为参考系。（3）矢量性：动量的方向与速度方向一致。运算遵循矢量运算法则（平行四边形定则）。2.动量的变化量：（1）概念：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p=p′－p为物体在该过程中的动量变化。（2）矢量性：动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。一维情况下：Δp=mΔv=mv2-mv1通常先选取正方向，然后进行计算。例题讲解例1“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（）A.绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B.绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C.绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D.人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力〖答案〗A〖解析〗绳子拉直开始后，当绳子的拉力等于重力时，人的速度最大，故绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小，人在最低点时，绳对人的拉力大于人所受的重力。教材第4页：强调：取水平向右为坐标轴的方向，意思就是选取向右方向为正方向，则碰后速度方向为负。Δp为负值，则说明动量的变化量的方向向左。（三）推导动量定理vv′vF牛顿第二定律得，物体的加速度a=合力F=ma=mmv'-mv=FΔI=FΔtΔp=pI=Δp（1）FΔt这个量反映了力对时间的积累效应。物理学中把力F与作用时间的乘积，称为力的冲量，记为I=FΔt，单位：N·s，读作“牛秒”（2）F=∆p（3）物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量，这个结论叫做动量定理。（4）对于变力，F则为变力在作用时间内的平均值。（5）F-t图像与t轴围成的面积表示冲量。当两图线面积相等时，即变力与平均力在t0时间内等效。FFFOt0t（6）动量定理的方向性初、末动量的方向、合外力的方向在同一直线上的情况，要选定一个正方向，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。vv′vFt=p′-p=mv′-（-mv）=mv′十mv。此公式中F、v、v′均指该物理量的大小例题讲解例2如图所示，一颗钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中，不计空气阻力。若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ，则（）A.过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零B.过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小C.Ⅰ、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零D.过程Ⅰ中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量〖答案〗CD〖解析〗过程Ⅰ中钢珠所受的外力只有重力，由动量定理可知，钢珠的动量的改变量等于重力的冲量，故D正确；在整个过程中，钢珠的动量的变化量为零，由动量定理可知，Ⅰ、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零，故C正确；过程Ⅱ中，钢珠所受的外力有重力和阻力，所以过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小与过程Ⅱ中重力的冲量的大小之和，故B错误；过程Ⅱ中钢珠所受合外力的冲量不为零，由动量定理可知，过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量不等于零，故A错误。（四）动量定理的应用1.解释现象：玻璃杯从某一高度下落，分别与石头和海绵垫接触前的速度是相同的，也即初动量相同，碰撞后速度均变为零，即末动量均为零，因而在相互作用过程中玻璃杯的动量变化量相同。而两种情况下的相互作用时间不同，与石头碰时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长，由Ft=△p知，玻璃杯与石头相碰时作用大，会被打破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破。2.利用：（1）需要延长作用时间减少力的作用：跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海绵垫子；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎。（2）需要用较短的作用时间，得到很大的作用力：铁锤钉钉子（四）课堂练习：教材第5页练习1、2。教材第10页练习1、2。（五）总结：（见板书设计）三.课后作业：板书设计动量动量定理一.动量1.定义：物体的质量与速度的乘积mv。2.定义式：p=mv.单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。理解要点：（1）状态量（2）相对性（3）矢量性：动量的方向与速度方向一致。二.动量的变化量：1.△p=p′－p2.矢量性：方向