高中二年级上学期物理《动量定理》教学设计

教学课题动量定理所用教材教材名称：物理选修1-1第一章第2节出版社：人民教育出版社教材分析动量定理是一个重要的规律，它揭示了力在一段日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。通过恒力情况下日的理论推导，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，用动量定理要比用牛顿第二定律更方便。学情分析在前面的学习中，学生已经具有力、力与速度、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，通过道尊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。教学目标能在恒力情况下进行理论推导，理解动量定理及其表达式知道冲量概念，理解动量定理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教学重难点重点：动量定理的内容及其表达式、冲量的概念难点：动量定理对变力情况的应用、用动量定理解释生活生产中的相关现象教学方法教法：讲授法、提问法；学法：探究学习法、合作学习法；教学器材多媒体：PPT、图片、视频、动画课时安排1节课（17分钟）教学过程教师活动学生活动方法手段设计意图温故知新（约4分钟）【提问】在上一节课我们学习了动量，那在质量一定的情况下动量的变化会有几种情况呢？【总结】质量一定的情况下动量变化的三种情况：速度方向改变速度大小改变速度的大小和方向都改变知道了动量变化的情况，那在物理中，我们可以这样定义动量变化量定义：末动量p’与初动量p的矢量差，称为动量变化量，即Δp=p’-p具体的运算我们可以分为两种情况：在同一直线上动量变化的矢量运算：代数相加减（注意规定正方向）P不在同一直线上动量变化的矢量运算：遵循平行四边形定则或三角形定则PPP（三角形定则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端）【回答】速度的方向或者大小变了都会引起动量的变化做好笔记提问法讲授法回顾旧知，启发新知，让学生前后衔接更紧密自然理论推导（约6分钟）【提问】两个物体碰撞，彼此之间会受到力的作用，那么一个物体动量的变化与它所受的力有怎样的关系呢？为研究方便，我们先讨论恒力的情况。假定一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用做匀变速直线运动，初始时刻，物体的速度为v，经过一段时间∆t，速度变为v’，那么，它的加速度为由牛顿第二定律F=ma可知：【插入】由于Δp=p’-p,因此上式还可以写成F=Δp/Δt,它表示：物体动量的变化率等于它所受的力上式就是牛顿第二定律的另一种表达形式,式子的左边既与力有关，又与时间有关，所以FΔt这个物理量反映的是力的作用对时间的累积效应。物理学中就把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量【板书】冲量定义：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，用字母I表示表达式：I=Ft单位：N∙s冲量是矢量，其方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向与这个力的方向相同冲量是过程量，反映了力对时间的累积效应【提问】如果一段时间内的作用力是一个变力，又该怎样求这个变力的冲量？由图可知，F-t图像与时间轴围成图形的面积大小表示对应时间t0内F的冲量大小在变力作用时，在I=Ft中，F必须取平均值跟着老师一起推导过程做好笔记思考问题小组讨论提问法小组合作小组讨论让学生具备合作交流的能力新知讲解（7分钟）知道了冲量的概念，（1）式就可以写成：I=p‘−pI=p‘−p或F(t‘−t)=mv‘−mv上式表明：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量，这个关系称为动量定理【强调】这里的“力的冲量”指的是合力的冲量或各个力冲量的矢量和【加深理解】：（1）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；（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，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同；（也可以说合外力冲量的方向与速度变化量的方向一致，但要注意的是：与初动量方向可相同，也可相反，还可成一定角度）【适用条件】：a、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。b、动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象。知识应用动量定理的应用：根据动量定理，我们知道：如果物体的动量发生的变化是一定的，那么作用时间短，物体受的力就大；作用时间长，物体受的力就小。（观看跳高比赛的动画，从物理的角度解释垫子的作用）做好笔记认真思考观看跳高比赛的动画，从物理的角度解释垫子的作用讲授法多媒体教学法提问法教师采用讲授法，学生对于新知识能够理解得更到位与生活实际相结合，体现从生活走向物理板书设计§1.2动量定理一、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，用字母I表示2、表达式：I=Ft3、单位：N∙s4、冲量是矢量，其方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向与这个力的方向相