人教版高中物理选择性必修1第1章第2节动量定理教学设计

人教版高中物理选择性必修1第1章第2节动量定理教学设计

课题动量定理单元2学科物理年级高二

动量定理是一个重要的规律，它揭示了力在段时间内连续作用的累积效果与动量变化

之间的关系，进一步揭示了运动状态变化与相互作用之间的关系。前一节内容重在建立动

量概念，并没有关注一.个物体动量变化的原因。通过恒力情况下的理论推导，可以认识到

冲量是动量发生变化的原因，同时动量定理也是下一节从理论上推导动量守恒定律的基础。

教材虽然是在恒力作用的情况下由牛顿第二定律推导出动量定理的，但是动量定理不仅适用

于恒力的情况，也适用于变力的情况。正因为如此，动量定理在实际中有更广泛的应用，尤

教材其在解决作用时间短、作用力大而且随时间变化快的打击、碰撞等问题时，用动量定理要比

分析用牛顿第二定律更方便。

在前面的学习中，学生已经具有力、加速度、动量和牛顿第二定律等知识，掌握了矢量

的运算法则，具备一定的分析和推理论证能力，具有通过建立简单的物理模型解决生活中实

际问题的能力，但是面对复杂情境，学生还是有较大的困难。本节中动量定理的矢量性，是

学生学习的一个难点，需要在解决问题的过程中，通过遵循严格的程序和规范的运算来加以

突破。

本节课的教学重点是动量定理的推导及应用。

物理观念：通过学习，理解冲量的概念及其矢量性。

科学探究：通过理论推导，掌握动量定理，理解其确切含义。

学习科学思维：通过实例分析，能够利用动量定理解释缓冲、碰撞等有关现象和解决实际问

目标题。

科学态度与价值观：通过对动量定理的应用，提高学生用科学的眼光去看待问题的态度。

重点通过理论推导，掌握动量定理，理解其确切含义。

难点通过实例分析，能够利用动量定理解释缓冲、碰撞等有关现象和解决实际问题。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课有些船和码头常悬挂一些老旧轮胎，主要的用

途是减轻船舶靠岸时码头与船体的撞击。其中有怎结合生活从生活实际

样的道理呢?实际思考问出发，激发学生

题，并列举相兴趣，引入新课。

似的例子。

讲授新课已知物理情景：质量为m的物体，在合力F

的作用下，经过一段时间t，速度由v变为v’，根据物理用熟悉的物

如图所示.求F与动量变化量的关系？情景，利用牛理情景，对研究

顿第二定律分对象进行受力分

析力F和动析和动量变化分

量变化量的关析，探索物体所

系。受的合外力与动

量变化量的关

由牛顿第二定律知：F=ma

系。

v'v

而加速度定义有：a

t

v'vp

联立可得：Fm

tt

变形可得：Ftmv'mv

动量的变化与力的时间积累效果有关

一、冲量

１、定义：作用在物体上的力和作用时间的乘

积，叫做该力对这个物体的冲量I，用公式表示为学习冲量

I=Ft的概念。

2、单位：在国际单位制中，冲量的单位是

牛·秒，符号是N·s

3、冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为

恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同

4、冲量是过程量，反映了力对时间的积累效对比功和冲

应量，加深对冲量

冲量与功有什么区别？概念的理解。

对比冲量

和功。

作用力与反作用力的功和冲量各有什么关

系？

作用力的冲量与反作用力的冲量总是等值、反

向并在同一条直线上，但是作用力的功与反作用力

的功不一定相等。

系统内部的内力的功和冲量有什么关系？

内力：对物体系统内部，内力作用的冲量的矢

量和等于零，但内力的功的代数和不一定为零。

完成课堂

课堂练习1、甲、乙两个质量相同的物体，以

练习。

相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运

动，乙物体先停下来，甲物体又经较长时间停下来，

下面叙述中正确的是（）

A、甲物体受到的冲量大

B、乙物体受到的冲量大

C、两个物体受到的冲量大小相等

D、无法判断

答案：C

二、动量定理

总结动量

1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的

定理的内容和

动量变化，这就是动量定理。

意义。

2、表达式：Ftp'p或Ip

3、加深理解：

通过小组讨

(1)物理研究方法：过程量可通过状态量的变化

论，更深刻的理

来反映；

解动量定理。

(2)表明合外力的冲量是动量变化的原因；

(3)动量定理是矢量式：

①合外力的冲量方向与物体动量变化的方向

相同；

②合外力冲量的方向与合外力的方向或速度

变化量的方向一致。

③但与初动量方向可相同，也可相反，甚至还

可成角度。

动量定理的适用范围：

1、动量定理不但适用于恒力，也适用于随时

间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解

为变力在作用时间内的平均值；

2、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的

问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难

的计算问题转化为较易的计算问题；

3、动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适

用于微观现象和高速运动问题。

动量定理的优点：不考虑中间过程，只考

虑初末状态。

例题：一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的结合动量

水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，定理的内容，通过例题，

速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为完成课本例掌握动量定理使

0.002s。球棒对垒球的平均作用力是多大？题。用的方法和步

解：沿垒球飞向球棒时的方向建立坐标轴，骤。

垒球的初动量为

pmv0.1825kgm/s4.5kgm/s

垒球的末动量为

p'mv'0.1845kgm/s8.1kgm/s

由动量定理知垒球所受的平均作用力为

P'P8.14.5

FN6300N

t0.002

垒球所受的平均作用力的大小为6300N,负号

表示力的方向与坐标轴的方向相反，即力的方向与

垒球飞来的方向相反。

动量定理的应用步骤：

1、确定研究对象，选定正方向。

2、明确物理过程：受力分析，求出合外力的根据例题

冲量；总结规律。

3、明确研究对象的初末状态及相应的动量；

4、确定在物理过程中研究对象的动量的变化；

5、根据动量定理列方程，统一单位后代入数

据求解。

思考讨论：直接跳在水泥地上行吗？

小组讨用所学知识

论。解释实际问题。

课堂练习2、物体在运动过程中加速度不为零，

则下列说法正确的是（）

A．物体速度的大小一定随时间变化

B．物体速度的方向一定随时间变化

C．物体动能一定随时间变化

D．物体动量一定随时间变化

解析：加速度不为零，说明物体的速度在变化，

速度的改变存在三种情况：速度的方向不变，只是

大小在变化(动能也变化)；速度的大小不变，只是

方向在变化(动能不变)；速度的大小和方向同时改

变(动能变化)，A、B、C错误；动量是矢量，只要

速度改变，物体的动量就一定改变，D正确。

答案：D

动量定理解释生活现象

1、在足球场上，你常看到运动员用头去顶球

利用动量

的现象，试设想如果迎面飞来的不是足球而是铅

定理解释生活多引用生活

球，他们会用头去顶吗？

现象。实例，结合生活

实际情景，让学

生更好的理解和

应用动量定理。

2、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木

块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就

很容易钻入木块，这是为什么？

3、建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是

有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？

拓展提高1、在撑竿跳比赛的横杆下方要放上很厚的海完成拓展通过完成习

绵垫子.设一位撑竿跳运动员的质量为70kg,越过横提高练习题。题，巩固基础知

杆后从h＝5.6m高处落下，落在海绵垫上和落在普识。

通沙坑里分别经历时间Δt1＝1s、Δt2＝0.1s停下.

求两种情况下海绵垫和沙坑对运动员的作用力。

思路点拨：从同一高度下落，落到接触面上的

初动量相同，所以动量变化量相同，但作用时间不

同.根据动量定理可求作用力.注意动量定理中的力

是合外力，而不仅是支持力.

[解析]规定竖直向上为正方向，则运动员着地(接触海

绵垫或沙坑)过程中的始、末动量为

p＝mv＝－m2gh，p'＝mv'＝0

受到的合外力为F＝FN－mg

由牛顿第二定律的动量表达公式FΔt＝p'－p＝mv'－mv

0＋m2gh

即F－mg＝.

NΔt

m2gh

所以：F＝mg＋

NΔt

落在海绵垫上时，Δt1＝1s，则

702×10×5.6

F＝(70×10＋)N˜1440.8N

N1

落在沙坑里时，Δt2＝0.1s，则

702×10×5.6

F＝(70×10＋)N˜