高中人教物理選擇性必修一1.2 動(dòng)量定理（教學(xué)設(shè)計(jì)）同步備課 - 副本

1、第一章動(dòng)量守恒定律第2節(jié)動(dòng)量定理動(dòng)量定理為本章第二節(jié)，是第一節(jié)動(dòng)量的繼續(xù)，同時(shí)又為第三節(jié)動(dòng)量守恒定律奠定了基礎(chǔ)。所以動(dòng)量定理有承前啟后的作用。同時(shí)動(dòng)量定理的知識(shí)與人們的日常生活、生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)研究有著密切的關(guān)系，因此學(xué)習(xí)這部分知識(shí)有著廣泛的現(xiàn)實(shí)意義?！疚锢碛^念】能從牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出動(dòng)量定理的表達(dá)式；理解動(dòng)量定理的確切含義，知道動(dòng)量定理適用于變力?！究茖W(xué)思維】會(huì)用動(dòng)量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和處理有關(guān)的問題?！究茖W(xué)探究】通過對動(dòng)量定理的探究過程，嘗試用科學(xué)探究的方法研究物理問題，認(rèn)識(shí)物理模型工具在物理學(xué)的作用?！究茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任】有參與科技活動(dòng)的熱情，有從生活到物理，從物理到生活的意識(shí)?！窘?/p>

2、學(xué)重點(diǎn)】（1）動(dòng)量定理的推導(dǎo)和對動(dòng)量定理的理解（2）利用動(dòng)量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和一維情況下的定量分析?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】動(dòng)量定理的矢量性，也就是如何正確理解“合”外力的沖量等于物體“動(dòng)量的變化”。尤其是方向的一致性，即合外力的沖量的方向和動(dòng)量變化量的方向一致。【導(dǎo)入新課】讓粉筆從相同的高度分別落到水泥地上和鋪在地上的厚布上，觀察會(huì)有怎樣的現(xiàn)象發(fā)生。結(jié)果：落在水泥地上的粉筆斷了，而落在墊有厚布的地上卻沒有斷。思考：為什么會(huì)產(chǎn)生這兩種不同的現(xiàn)象？【新課講授】溫故知新在前面所學(xué)的動(dòng)能定理中，我們知道，動(dòng)能的變化是由于力的位移積累即力做功的結(jié)果，那么，動(dòng)量的變化又是什么原因引起的呢？二、情境探究思考：汽車以速

3、度V運(yùn)動(dòng)，急剎車到停止。若對車施加很大的阻力，則車停止時(shí)間很短；如果對車施加很小的阻力，則車停止時(shí)間較長。 兩種情況下，汽車的_變化相同。可見，引起運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，要考慮_和_這兩個(gè)因素。（引導(dǎo)學(xué)生對引起動(dòng)量變化因素的思考）問題探究問題情景：假設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體在恒定的合外力F作用下，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為 v，經(jīng)過一段時(shí)間t后，速度變?yōu)関，試探究合外力F的表達(dá)式。由牛頓第二定律知：F = ma，加速度：，即，推導(dǎo)得Ft = mv mv0=p（類比動(dòng)能定理得出沖量概念），F(xiàn)t = mv mv0=p描述物體動(dòng)能變化的物理量是功，那么描述物體動(dòng)量變化的量是什么呢？-引出沖量概念。沖量1.定義：

4、在物理學(xué)中，把力與力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量。2.公式：I = Ft 3.單位： 牛秒（Ns）4.意義：（1）沖量是矢量，作用力的方向不變時(shí)其方向與力的方向相同。(2) 沖量是過程量，是力對時(shí)間的積累效應(yīng)。(3) 沖量和功不同，恒力在一段時(shí)間內(nèi)可能不作功，但一定有沖量。問題：根據(jù)圖像求出恒力F0在時(shí)間t內(nèi)的沖量？t0F0FtO I = F0t 思考：若F為變力，如何求其沖量？一段時(shí)間內(nèi)的變力近似認(rèn)為物體在每一時(shí)段以受到某一恒力一段時(shí)間內(nèi)的變力的沖量t/s43210246108FFt/s43210246108t/s43210246108F微元法：由圖可知F-t圖線與時(shí)間軸之間所圍的“面積”的

5、大小表示對應(yīng)時(shí)間t0內(nèi)，力F0的沖量的大小。（微元法是高中物理中的一種重要方法，借助微元法求解變力沖量）我們可以把碰撞過程細(xì)分為很多短暫過程，每個(gè)短暫過程中物體所受得力沒有很大的變化，這樣對于每個(gè)短暫過程就能夠應(yīng)用 Ft =p ，把應(yīng)用于每個(gè)短暫過程的關(guān)系式相加，就得到整個(gè)過程的動(dòng)量定理。在應(yīng)用Ft =p處理變力問題時(shí)，式中F應(yīng)該理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值。沖量的計(jì)算要明確求哪個(gè)力的沖量，還是物體的合外力的沖量。I = Ft 只能求恒力的沖量。若合外力是變力，則F 應(yīng)該理解為變力平均值。動(dòng)量定理類比動(dòng)能定理的定義類比得出動(dòng)量定理的內(nèi)容。1、內(nèi)容：物體在一個(gè)過程中所受力的沖量等于它在這個(gè)過程

6、始末的動(dòng)量變化量，這就是動(dòng)量定理。2、表達(dá)式：Ft = mv mv03、對動(dòng)量定理的理解：（1）表明合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因；（2）動(dòng)量定理是矢量式，合外力的沖量方向與物體動(dòng)量變化的方向相同。（3）動(dòng)量的變化率：動(dòng)量的變化跟發(fā)生這一變化所用的時(shí)間的比值。由動(dòng)量定理，得 ，可見，動(dòng)量的變化率等于物體所受的合力。當(dāng)動(dòng)量變化較快時(shí)，物體所受合力較大，反之較??；當(dāng)動(dòng)量均勻變化時(shí)，物體所受合力為恒力。五、動(dòng)量定理的應(yīng)用【想一想】讓粉筆從相同的高度分別落到水泥地上和鋪在地上的厚布上，觀察會(huì)有怎樣的現(xiàn)象發(fā)生。結(jié)果：落在水泥地上的粉筆斷了，而落在墊有厚布的地上卻沒有斷。（做到首尾呼應(yīng)）粉筆從某一高度下落，

7、分別與水泥地面和厚布墊接觸前的速度是相同的，也即初動(dòng)量相同，碰撞后速度均變?yōu)榱?，即末?dòng)量均為零，因而在相互作用過程中粉筆的動(dòng)量變化量相同。而兩種情況下的相互作用時(shí)間不同，與水泥地面碰時(shí)作用時(shí)間短，與厚布墊相碰時(shí)作用時(shí)間較長，由 Ft =p 知，粉筆與水泥地面相碰時(shí)作用大，會(huì)被摔斷，與厚布相碰時(shí)作用力較小，因而不會(huì)被摔斷。問題：舉例說明生活中還有那些現(xiàn)象利用了動(dòng)量定理？動(dòng)量定理解釋生活現(xiàn)象：由Ft=P可知：P一定，t短則F大，t長則F??；緩沖裝置t一定，F(xiàn)大則P大，F(xiàn)小則P??；F一定，t長則P大，t短則P小。（通過例題，帶領(lǐng)學(xué)生體會(huì)動(dòng)量定理的使用，加深學(xué)生對動(dòng)量定理的理解）例題 一個(gè)質(zhì)量 m =

8、 0.18 kg 的壘球，以0 = 25 m/s 的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后，反向水平飛回，速度的大小變?yōu)?= 45 m/s。設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間 t = 0.01 s，求球棒對壘球的平均作用力。分析：球棒對壘球的作用力是變力，力的作用時(shí)間很短。在這個(gè)短時(shí)間內(nèi)，力先是急劇增大，然后又急劇的減小為0，在沖擊、碰撞這類問題中，相互作用的時(shí)間很短，力的變化都具有這個(gè)特點(diǎn)。動(dòng)量定理適用于變力作用的過程，因此，可以用動(dòng)量定理計(jì)算棒對壘球的平均作用力。【思路總結(jié)】運(yùn)用動(dòng)量定理解題的一般步驟1. 確定研究對象2. 對研究對象進(jìn)行受力分析，確定全部外力及作用時(shí)間；3. 找出物體的初末狀態(tài)并確定相應(yīng)的動(dòng)量；4. 如果初、末動(dòng)量在同一直線上，則選定正方向，并給每個(gè)力的沖量和初末動(dòng)量帶上正負(fù)號(hào)，以表示和正方向同向或反向；如果初、末動(dòng)量不在同一直線上，則用平行四邊形定則求解；5. 根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解?！緞?dòng)量定理的適用范圍】1、動(dòng)量定理不但適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力，對于變力，動(dòng)量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值；2