高中物理 1.2 动量 教案

2020-2021学年物理教科版选修3-5教案：1.2动量含解析2动量一、动量1．动量（1)定义：物理学中把物体的质量m跟运动速度v的乘积mv 叫做动量．(2）定义式：p＝mv。

（3）单位:在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号为kg·m/s.（4)矢量：由于速度是矢量，所以动量是矢量，它的方向与速度的方向相同．2．用动量概念表示牛顿第二定律（1）公式表示:F＝错误!.（2)意义:物体所受到的合外力等于它动量的变化率．经验告诉我们，当大卡车与轿车以相同的速度行驶时,大卡车比轿车停下来更困难．同样，质量相同的两辆汽车以不同的速度行驶时，速度大的汽车比速度小的汽车停下来更困难．显然单独用质量或速度无法正确地描述运动物体的这一特征,如何描述更准确呢？提示：可以用质量和速度的乘积(即动量）来描述．二、动量定理1．冲量（1）定义：物理学中把力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量．（2）公式:I＝F(t′－t)．（3)矢量：冲量是矢量，它的方向跟力的方向相同．(4）物理意义：冲量是反映力对时间累积效应的物理量，力越大,时间越长,冲量就越大．2．动量定理（1)内容: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．(2)公式表示错误!(3）意义:冲量是物体动量变化的量度，合外力的冲量等于物体动量的变化量．在日常生活中，有不少这样的例子:跳高时在下落处要放厚厚的海绵垫子，跳远时要跳在沙坑中，这样做的目的是什么？提示:这样可以延长作用时间，以减小相互作用力．三、动量守恒定律1．系统、内力和外力(1）系统:两个或两个以上的物体组成的研究对象称为一个力学系统．(2）内力：系统内两物体间的相互作用力称为内力．(3)外力：系统以外的物体对系统的作用力称为外力．一个力对某个系统来说是内力,这个力能变成外力吗？提示：对系统来说是内力，对系统中的某个物体而言，就变成外力了．2．动量守恒定律内容如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变．这就是动量守恒定律．如图所示，在风平浪静的水面上，停着一艘帆船，船尾固定一台电风扇，正在不停地把风吹向帆面，船能向前行驶吗?为什么?提示：把帆船和电风扇看做一个系统，电风扇和帆船受到空气的作用力大小相等、方向相反,这是一对内力，系统总动量守恒，船原来是静止的，总动量为零，所以在电风扇吹风时,船仍保持静止．四、动量守恒定律的普适性1．动量守恒定律与牛顿运动定律动量守恒定律与牛顿运动定律在经典力学中都占有极其重要的地位，两者密切相关．牛顿运动定律从“力”的角度反映物体间的相互作用；动量守恒定律从“动量”的角度描述物体间的相互作用．2．动量守恒定律普适性的表现(1）相互作用的物体无论是低速还是高速运动，无论是宏观物体还是微观粒子，动量守恒定律均适用．(2)动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域．1666年在英国皇家学会的例会上有人表演了如下实验：用两根细绳竖直悬挂两个质量相等的钢球A和B,静止时两球恰好互相接触靠在一起，使A球偏开一角度后放下，撞击B球，B球将上升到A球原来的高度，而A球则静止，然后B球落下又撞击A球，B球静止,A球又几乎升到原来的高度,以后两球交替往复多次．你知道其中的规律吗？提示：当时许多科学家对此百思不得其解，1668年，英国皇家学会对这一现象悬赏征答，解开了这一神秘现象的面纱，即在整个相互作用过程中有一个量（系统动量）恒定不变．考点一动量1．动量(1)定义：物体的质量m和其运动速度v的乘积称为物体的动量,记作p＝mv。

环节一：导入新课一、学习目标1.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.知道冲量概念，知道动量定理及其表达式的物理意义。

3.知道动量定理适用于变力情况．领会求解变力沖量时的极限思想。

4.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。

二、情景引入问题情景1：在光滑水平面上的质量为m 的物体在水平恒力F 的作用下，经过时间t，速度由v 变为v′.问题情景2：假设在拉力 F 和阻力f 的共同作用下，质量为m的物块的速度由v1 变为v2 ，已知两力作用的时间为 t，试运用运动学公式和牛顿第二定律来表述加速度，联立两式消去加速度，找出力与质量和速度的关系。

环节二：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 I=Ft2.单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s3.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应5、冲量与功思考与讨论：若F为变力，如何求其冲量？理解教材中对动量和动量定理推导过程。

掌握动量和动量定理的公式。

I=FtI=mv2−mv1学生思考讨论并在教师的引导下回答7.说明：冲量的计算要明确求哪个力的冲量，还是物体的合外力的冲量。

I = Ft 只能求恒力的冲量。

几个力的合力的冲量计算，既可以先算出各个分力的冲量后再求矢量和，又可以先算各个分力的合力再算合力的冲量。

三、动量定理例题教材第8页动量定理的应用1.在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，试设想如果迎面飞来的不是足球而是一块大石头，他们会用头去顶吗？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.直接跳在水泥地上行吗？4.如图所示，杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的条石，石裂而人不伤，试分析其中的道理。

动量定理教案课题高中物理选择性必修1—第一章第二节动量定理教材人教版 2019普通高中教科书物理选择性必修1教学目标动量定理教案设计一、物理观念：1. 使学生理解动量的概念，认识到动量是物体运动状态的重要描述量。

2. 掌握动量定理的表述和内涵，了解动量定理在解释和分析物体运动过程中的作用。

3. 通过实例分析，培养学生运用动量定理解决实际问题的能力，加深对动量守恒定律的理解。

二、科学思维：1. 训练学生运用逻辑推理能力，通过动量定理的分析过程，培养学生的逻辑思维和分析能力。

2. 引导学生从实验数据中提炼规律，形成对动量定理的科学认识，培养学生的归纳思维和实证精神。

3. 鼓励学生提出假设并进行验证，培养学生的创新思维和批判性思维。

三、科学探究：1. 组织学生进行动量定理的实验探究，让学生亲手操作、观察现象并记录数据，培养学生的实验操作能力。

2. 指导学生分析实验结果，发现规律并提出问题，培养学生的科学探究能力和问题解决能力。

3. 引导学生参与小组讨论，分享实验心得和发现，培养学生的合作精神和交流表达能力。

四、科学责任与态度：1. 教育学生在进行科学探究时保持严谨的态度，尊重实验事实和数据，培养学生的科学素养和诚信意识。

2. 强调物理学在实际生活中的应用价值，引导学生关注科技发展对社会的影响，培养学生的社会责任感和使命感。

3. 通过讨论科学家们在探索动量定理过程中的付出和贡献，激发学生的爱国情怀和对科学的热爱之情。

教学重难点重点：1.动量定理的推导。

2.利用动量定理解释有关生活现象和相关计算。

难点：1.动量定理的中动量矢量性2.变力作用时F 指的是变力在作用时间内的平均值。

实验教具及媒体多媒体课件，动量定理演示教具教学过程教师活动学生活动设计意图一、导入新课船和码头常悬挂一些老旧轮胎，主要用途是减轻船舶靠岸时码头与船体的撞击。

救援跳楼轻生者时要在预测落地位置摆放缓冲救援装置。

请同学们思考背后的物理原理。

1.2《动量定理》教学设计（1 课时）1. 教学分析：《动量定理》是《普通高中物理课程标准（2017 年版2020 年修订）》选择性必修1 课程中“动量与动量守恒定律”主题下的内容。

课程标准要求为：理解冲量，通过理论推导，理解动量定理，能用其解释生产生活中的有关现象。

关于动量定理，教材先考虑物体碰撞时受到的力为恒力的情况，将牛顿第二定律作为学生新知识的“增长点”，引导学生推导其基本表达式，再通过“微元法”将动量定理的适用范围从恒力过渡到非恒力，最后介绍生活实例来帮助学生认识动量定理的实际应用。

该节教材直接引入了“动量”和“冲量”的基本概念，并没有创设具体的物理情境或物理模型去引发学生的思考，会使学生对于概念的理解不深刻，且不利于学生科学思维的发展；教材在推导出动量定理基本表达式之后缺少验证动量定理的物理实验，不利于学生科学探究能力的培养；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的联系，因此学习这部分内容有着非常重要的实用价值。

2. 学情分析：学生已经学习了动量概念，会运用牛顿第二定律和运动学公式等，为本节课的学习打下了坚实的基础。

但学生对于动量、冲量等基本概念的理解和动量定理的应用方面存在一定困难，例如对物体进行受力分析时，因漏掉某个力而导致分析物体合外力冲量出现错误等。

高二的学生已具备一定的抽象思维和逻辑思维，其思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中需要以一些感性认识为依托，加强直观性和形象性，以便学生理解, 因此在教学中多让学生参与利用动量定理解释生活中的有关现象，加强学生思维由形象到抽象的过渡。

3. 学习重点：冲量概念、动量定理的含义；动量定理表达式中矢量符号的转换。

4. 学习难点：变力作用下的动量定理的推导。

5. 开放性学习环境：本节课利用小组合作式桌位排列，每组六人共计六组，教学上采用PPT 课件、视频资源、篮球、演示实验、验证动量定理实验等教学资源。

《1.2动量定理》教学设计一、教材分析1.1.1 理解冲量和动量。

通过理论推导和实验，理解动量定理和动量守恒定律，能用其解释生活中的有关现象。

知道动量守恒定律的普适性。

教材通过物体在恒力作用下做匀变速直线运动这一特例，运用演绎方法推导出动量定理。

动量定理不仅适用于恒力情况，而且适用于变力情况，正因为适用于变力情况，它才有广泛的应用。

不过，因其理论推导较难，在中学阶段不宜要求过高，教材用积分的思想（在物理必修课程中曾有所渗透）进行了定性的说明。

这样可以开阔学生的思路，便于他们自觉地运用所学知识来处理问题。

在变力的情况下，动量定理公式中的作用力应理解为变力在作用时间内的平均值。

二、学情分析1.学生刚刚接触了动量的概念，此时为其提供相关的生活实例，能够激发学生强烈的好奇心和求知欲。

学生渴望通过学习、应用物理知识，来解释、解决生活中的现象和问题，从而收获成就感和满足感。

2.学生已经掌握了力、加速度、动量、牛顿第二定律等知识基础，具有一定的分析推理能力，能够通过简单的建模来解决问题。

但面对复杂情境，学生还是有较大的困难。

3.动量定理具有矢量性，使用过程各物理量方向需要进行统一的规定，这与学生原有的习惯略有不同，给学生运用动量定理解决问题带来困难。

三、教学目标（一）物理观念1. 通过创设情境引导学生经历冲量和动量概念的形成过程，理解冲量、动量和动量变化量等概念；2. 通过对动量定理的学习，进一步发展学生的运动与相互作用观。

3. 理解动量以及动量的变化，会计算一维问题中的动量变化；4. 理解冲量概念，理解动量定理及其表达式；5. 理解动量与动能，动量定理与动能定理的区别。

（二）科学思维通过对动量定理的理论推导，理解动量定理，并能用其解释生产生活中的现象、解决实际问题，提升科学推理能力；（三）科学探究通过验证动量定理等实验，来培养学生提出问题、收集证据、解释交流等能力。

四、教学重与难点教学重点：动量定理的推理和运用动量定理解决问题教学难点：动量定理的矢量性五、教学资源实验器材：鸡蛋、海绵、轨道、小车、光电门和数字计时器、自制碰撞实验装置等多媒体资源：实验视频、多媒体课件六、方法与策略本节主要采用基于大单元教学下的以问题为导向教学法，具体教学法有：问题引导、实验探究、分组讨论、合作学习、讲授与评价等。

高中物理教案动量
目标：
1. 理解动量的定义和计算公式；
2. 掌握动量守恒定律的理论和应用；
3. 能够通过实验验证动量守恒定律；
4. 能够应用动量守恒定律解决相关问题。

教学内容：
一、动量的概念和计算公式；
二、动量守恒定律的理论和应用；
三、动量守恒定律的实验验证；
四、动量守恒定律的应用案例。

教学过程：
一、导入（5分钟）
通过展示一个撞球的视频引入动量的概念，让学生了解动量的定义和重要性。

二、讲解动量的概念和计算公式（10分钟）
1. 解释动量的意义和计算方法；
2. 讲解动量的计算公式：动量 = 质量 x 速度。

三、讲解动量守恒定律（10分钟）
1. 探讨动量守恒定律的概念；
2. 说明动量守恒定律的重要性以及在自然界中的应用。

四、实验验证动量守恒定律（15分钟）
1. 设计一个简单的实验，通过撞球实验验证动量守恒定律；
2. 让学生观察并记录实验结果，验证动量守恒定律的正确性。

五、讨论动量守恒定律的应用案例（10分钟）
1. 分析实际生活中的动量守恒案例；
2. 提出问题让学生运用动量守恒定律解决。

六、总结（5分钟）
回顾本节课所学内容，强调动量的重要性和动量守恒定律的应用价值。

作业：
完成课后习题，巩固对动量的理解和动量守恒定律的应用。

扩展：
学生可以自行设计一个实验，验证动量守恒定律的另一种情况，加深对动量守恒定律的理解和掌握。

1.2动量定理课程标准课标解读1. 通过日常生活现象和理论推导，理解冲量的定义及动量定理的确切含义。

2. 通过分析生活中的缓冲现象，掌握动量定理的应用。

3. 通过对比的方法，理解并掌握冲量和功、动量定理和动能定理的区别。

1. 知道冲量的概念，知道冲量是矢量.3.理解动量定理的确切含义，掌握其表达式 2. 会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象．知识点01 冲量1.定义：力与力的作用时间的乘积．公式：I ＝Ft ．单位：牛顿·秒，符知识精讲目标导航号：N·s．2.矢量性：方向与力的方向相同．【即学即练1】沿同一直线，甲、乙两物体分别在力F1、F2作用下做直线运动，甲在t1时间内，乙在t2时间内动量p随时间t变化的p－t图象如图2所示，设甲物体在t1时间内所受到的冲量大小为I1，乙物体在t2时间内所受到的冲量大小为I2，则两物体所受外力F及其冲量I的大小关系是( )A．F1>F2，I1＝I2B．F1<F2，I1<I2C．F1>F2，I1>I2D．F1＝F2，I1＝I2【答案】A【解析】由F＝知F1>F2，由Ft＝Δp知I1＝I2，选项A正确【即学即练2】如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，在到达斜面底端的过程中( )A．重力的冲量相同B．弹力的冲量相同C．合力的冲量相同D．合力的冲量大小相同【答案】D【解析】重力的冲量I G＝mg·t，物体下滑时间不同，故I G不同，A错；弹力与斜面垂直，两物块所受弹力方向不同，故弹力的冲量不同，B错；两物块所受合力的方向平行斜面，故合力的冲量方向也与斜面平行，故合力的冲量不同，C错；由机械能守恒定律可知，物体到达底端时速率相等，由I＝mv知，合力冲量大小相等，故D对．知识点02 动量定理1．动量定理(1)内容：物体在一个运动过程中始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量．(2)公式：mv′－mv＝F(t′－t)或p′－p＝I．2．动量定理的应用碰撞时可产生冲击力，要增大这种冲击力就要设法减少冲击力的作用时间．要防止冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设法延长其作用时间．【即学即练3】在一条直线上运动的物体，其初动量为8 kg·m/s，它在第一秒内受到的冲量为－3 N·s，第二秒内受到的冲量为5 N·s，它在第二秒末的动量为( )A． 10 kg·m/sB． 11 kg·m/sC． 13 kg·m/sD． 16 kg·m/s【答案】A【解析】根据动量定理得：p－mv0＝I1＋I2，则p＝I1＋I2＋mv0＝(－3＋5＋8) kg·m/s＝10 kg·m/s，故选A.【即学即练4】如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉到地面上的P点，若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为( )A．仍在P点B．在P点左侧C．在P点右侧不远处D．在P点右侧原水平位移的两倍处【答案】A【解析】以2v速度抽出纸条时，纸条对铁块作用时间变短，而纸条对铁块的作用力相同，所以与以速度v抽出相比，纸条对铁块的冲量I减小，平抛的速度减小，水平射程减小，故落在P点的左侧．能力拓展考法01对冲量的理解和计算1．冲量的理解(1)冲量是过程量，它描述的是力作用在物体上的时间累积效应，求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量．(2)冲量是矢量，冲量的方向与力的方向相同．2．冲量的计算(1)求某个恒力的冲量：用该力和力的作用时间的乘积．(2)求合冲量的两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合Δt求解．(3)求变力的冲量：①若力与时间成线性关系变化，则可用平均力求变力的冲量．②若给出了力随时间变化的图象如图所示，可用面积法求变力的冲量．③利用动量定理求解．【典例1】（多选题）质量为m的物体沿直线运动，只受到力F(F≠0)的作用，物体的位移x、速度v、加速度a和受到冲量I随时间变化的图象如下图所示，其中可能的是( )A．B．C．D．【答案】BCD【解析】物体沿直线运动，且只受一个力的作用，所以会做匀变速直线运动，A图表示匀速直线运动，B图中斜率表示加速度，则可判断加速度恒定，C图加速度不变，D图根据I＝Ft，可知斜率表示合外力，也恒定，故B、C、D都正确．考法02 对动量定理的理解和应用1．动量定理的理解(1)动量定理的表达式mv′－mv＝F·Δt是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义．(2)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因．(3)公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值．2．动量定理的应用(1)定性分析有关现象：①物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小．②作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小．(2)应用动量定理定量计算的一般步骤：①选定研究对象，明确运动过程．②进行受力分析和运动的初、末状态分析．③选定正方向，根据动量定理列方程求解．【典例2】如图所示，质量为m的物体，在水平外力F作用下，以速度v 沿水平面匀速运动，当物体运动到A点时撤去外力F，物体由A点继续向前滑行的过程中经过B点，则物体由A点到B点的过程中，下列说法正确的是( )A．v越大，摩擦力对物体的冲量越大；摩擦力做功越多B．v越大，摩擦力对物体的冲量越大；摩擦力做功与v的大小无关C．v越大，摩擦力对物体的冲量越小；摩擦力做功越少D．v越大，摩擦力对物体的冲量越小；摩擦力做功与v的大小无关【答案】D【解析】由题意可知A、B两点间距离一定，摩擦力对物体的冲量取决于摩擦力的大小和作用时间，物体从A滑到B的过程中平均速度越大，所用时间越短，摩擦力对物体的冲量越小，A、B错误；摩擦力做功取决于摩擦力的大小和物体运动的位移，由于A、B间的距离一定，摩擦力做功与物体速度无关，C错误，D正确．分层提分题组A 基础过关练一、单选题1．下列说法中正确的是（）A．“焦耳（J）”是国际单位制中的基本单位B．“牛顿（N）”不是国际单位制中的单位C．“冲量（I）”的单位用国际单位制中的基本单位表示为kg m/s⋅D．“引力常量（G）”的单位用国际单位制中的基本单位表示为22⋅N m/kg 【答案】C【解析】A．“焦耳（J）”不是国际单位制中的基本单位。