课题研究教案3

《动量定理》教学设计

【教材版本】

人教版选修3-5第16章第2节

【教材分析】

《动量定理》一节是学生在学习了牛顿运动定律和动量之后，结合活中的现象，用数学方法通过推导而得出来的定理。本节内容既是上节动量的延深，又是学习下节《动量守恒定律》之前所必须掌握的知识，因此可以得出本节在本章中有承前启后的作用。

《动量定理》是解决力学问题的一个重要途径，尤其是处理碰撞和打击类问题。同时，动量定理与我们的生活和科学技术的发展有着密切联系，因此学习这部分内容有着非常重要的实用价值。

【学情分析】

教师会根据加速度来分析力和运动的知识准备，创设问题情景，让学生把物理现象自然过渡到新知识点上，从而引导学生应用已掌握的基础知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识。

【教学目标】

（一）知识与技能

①在学生已掌握的牛顿定律的基础上，通过一个典型情况推导出动量定理。

②理解冲量与动量定理的确切含义，知道动量定理适用于变力。

③

会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题。

（二）过程与方法

①

经历动量定理的推导过程，学会用数学方法研究物理问题。

②

用动量定理进行定量计算，提高学生定量计算的能力。

③

通过用动量定理处理实际问题，提高学生质疑、分析和解决问题的能力。 （三）情感态度与价值观

①

培养学生的观察与动手能力，鼓励学生将所学知识用于日常生活、生产实践。

②

提高学生的交流能力。

【重点和难点】

重点：动量定理的推导及文字表述。

难点：应用动量定理解决实际有关问题。

【教法和学法】

本节课以学生为主体，在课堂上教师通过实验鼓励学生相互交流、主动参与、主动探究、主动思考、主动实践，在教师合理、有效的引导下进行高效率学习来完成探究的过程。

【教学用具】

两枚大小相同的鸡蛋、尺寸相同的地板和泡沫板各一块、多媒体、课件

【教学程序设计】

根据本节内容的特点分四个环节：⑴创设问题情景提出问题⑵建立模型推导动量定理⑶应用动量定理定量计算⑷应用动量定理定性分析

（一）创设情景提出问题

教师：

做演示实验“高空砸鸡蛋”，引导学生观察实验现象并思考原因

学生：落在泡沫板上的鸡蛋没碎，但落在硬瓷板上的碎了。可能是因为泡沫板软，但瓷板硬。

教师：引导学生做小实验“从重物下抽纸带”，缓慢抽能不能抽出？怎么样才能抽出？

学生：当缓缓拉动纸带时，重物会随纸带一起运动，当迅速拉动纸带时，纸带将会从重物下抽出。

教师：对于这些现象，通过本节课的学习我们就可以来解释它。

（二）建立模型推导动量定理

教师：请同学们回顾动量和动量变化量的概念

学生：1.动量：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量

2．动量的变化：物体的末动量与初动量之矢量差叫做物体动量的变化

教师：动量的变化的原因是什么？

学生：动量的变化与速度的变化有关，而速度的变化是因为有加速度，牛顿第二定律告诉我们加速度是由物体所受的合外力产生的。也即动量变化与合外力有关

教师：构建模型：质量为m的物体，初速度为v0，在水平力F的作用下，沿水平方向作直线运动，经过时间t，物体的速度变为v。（所建模型借助媒体）

教师提出任务：由学过的牛顿运动定律与上节所学内容，分小组合作探究，试推导一下，能否得出F,t,P,P的表达式。

学生：小组代表板书讨论结果，得出了F,t,P,P之间的关系式：FtPP

-P

教师：1.冲量：力与力的作用时间的乘积，叫冲量，用I表示I=Ft 2.动量定理：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 表达式：FtPP

-P

（三）定量计算

用动量定理解题 1.一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内软垫对小球的平均作用力为（g取10m/s2，不计空气阻力）

学生：小组代表板书展示，并讲解分析过程。

教师：教师引导学生归纳解题步骤：

（1）选取正方向；

（2）作受力分析和过程分析；

（3）进行状态分析写出初末动量，并求出动量变化；

（4）建立方程求解

（四）动量定理解释生活现象

【培养学生从实践到理论，再用理论解释实验的研究方法，鼓励学生将所学的物理知识与日常生活和生产技术联系起来。】

教师：由Ft=ΔP可知：（a）△P一定，t短则F大，t长则F小；

（b）t一定，F大则△P大，F小则△P小；

（c）F一定，t长则△P大，t短则△P小。

教师：请同学用动量定理解释开头的两个小实验，运用本节课所学知识进行解释

学生讨论：1.鸡蛋从同一高度处下落，到达石头地板和棉布表面的速度v0相同。对这两个碰撞过程而言，碰撞的初速度都是v0，最后速度都为0。由动量的定义式：Pmv可知这两个过程初动量为mv，末动量为0，即动量的变化量相同。鸡蛋遇瓷板时，弹性形变小，作用时间短；遇泡沫板时，弹性形变大，作用时间长。所以鸡蛋遇石头地板时碎了，可见受了一个较大的力。鸡蛋遇泡沫板时没有碎，可见受到的力较小，泡沫板对鸡蛋具有“缓冲”作用。

2.快速和缓慢抽纸带时，书本受一样的摩擦力，但快速拉时作用时间较短，书本动量变化较小，书本几乎原地不动，纸带易抽出；但缓慢拉时，作用时间长，书本动量变化较大，随着纸带一起运动，纸带不易抽出。 教师播放视频：“小鸟撞飞机”。

教师提问：用动量定理解释事故发生的原因。

学生讨论交流

师生一起1.设鸟的质量m=1kg，鸟的身长L=15cm（除去毛），鸟与飞机相撞面积S=0.01m2，相撞前鸟的速度约为0（远小于飞机

速度），相撞后其速度与飞机相同.飞机飞行速度v=600m/s，因此，撞击时间t=L/v=0.15/600s=2.5×10-4s2.取鸟为研究对象，鸟受到飞机对它的撞击力为F.根据动量定理可得： F·t=mv1-mv0 3. P=F/S=2.4×106/0.01=2.4×108Pa，这样巨大的压强造成机毁鸟亡的结果是不稀奇的 【通过以上讨论，使学生掌握对物理问题进行定性分析和定量计算两种常用方法。不仅巩固了学生学过的物理知识，锻炼了学生分析问题的能力】

教师：引导学生一起交流动量定理在生活中还有哪些应用，并展示相关图片。

【回顾与小结】

动量 p=mv 动量的变化

△P = P2 - P1 冲量 I=Ft 动量定理 I合=F合t=p′-p=mv′-mv 【作业题】

1.质量为m的物体静止在足够大的水平面上，物体与桌面的动摩擦因数为μ，有一水平恒力F作用于物体上并使之加速前进，经t1秒后去掉此恒力，求物体运动的总时间

2.质量为0.40kg的小球从高3.20m处自由下落，碰到地面后竖直向上弹起到1.80m高处，碰撞时间为0.040s，g取10m/s2,求碰撞过程中地面对球的平均冲力。

【板书设计】

16.2动量定理

一、动量定理文字表述：物体所受合力的冲量等于动量的变化。

FtPP

-P

二、应用

（1）定量计算 （2）实际应用