人教版(新教材)高中物理選擇性必修1教學設(shè)計4：1 1-1 2 動量 動量定理教案

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第一冊PAGEPAGE11.1-1.2動量動量定理上課時間：年月日題課選擇性必修一第一章第一、二節(jié)：動量動量定理課型新課時1教學目標1.了解生產(chǎn)生活中的各種碰撞現(xiàn)象,會用動量定理解釋生活生產(chǎn)中的相關(guān)現(xiàn)象和解決實際問題,能在恒力情況下進行理論推導,得出動量定理及其表達式。2.經(jīng)歷尋求碰撞中不變量的過程，體會探究過程中猜想、推理和證據(jù)的重要性。3.知道動量概念及其單位，會計算動量的變化量；知道沖量概念，動量定理及其表達式的物理意義；知道動量定理適用于變力情況，領(lǐng)會求解變力沖量時的極限思想。4.認識動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量，深化運動與相互作用的觀念。學習重點動量概念，動量定理學習難點體會探究過程,認識動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量；動量定理的矢量性教學過程教學環(huán)節(jié)(含備注)教學內(nèi)容引入新課進行新課觀察與探究 講解課后作業(yè)一.引入新課演示兩擺球相撞實驗，被碰小球B為什么會擺到與小球A開始釋放的高度？二.進行新課（一）尋求碰撞中的不變量1.明確概念：碰撞前是指即將發(fā)生碰撞的那一時刻，碰撞后是指碰撞剛結(jié)束的那一時刻。2.實驗與猜想（1）定性實驗猜想將單擺A拉開某一個角度后釋放，在最低點與B相碰，以下實驗中開始將A拉開的角度均一樣大。第1次實驗：mA=mB，碰后A靜止，B向右運動；第2次實驗：mA＞mB，碰后A、B均向右運動；第3次實驗：mA＜mB，碰后A向左運動，B向右運動。通過討論與猜想：A、B的速度大小或方向發(fā)生了變化，這種變化與質(zhì)量有關(guān)。（2）定量實驗與探究按教材第3頁提供的數(shù)據(jù)，列表計算比較次數(shù)m1v(m1+m2)v′m1v2/2(m1+m2)(v′)2/210.3260.3250.1020.04920.3400.3290.1120.03630.4110.3970.1170.064結(jié)論：碰撞前后總動能不相等，而碰撞前后質(zhì)量與速度的乘積之和不變。（二）動量1.定義：物體的質(zhì)量與速度的乘積mv定義為物體的動量。用字母p表示p=mv.單位：kg·m/s讀作“千克米每秒”。理解要點：（1）狀態(tài)量：動量包含了“參與運動的物質(zhì)”與“運動速度”兩方面的信息，反映了由這兩方面共同決定的物體的運動狀態(tài)，具有瞬時性。（2）相對性：這是由于速度與參考系的選擇有關(guān)，通常以地球（即地面）為參考系。（3）矢量性：動量的方向與速度方向一致。運算遵循矢量運算法則（平行四邊形定則）。2.動量的變化量：（1）概念：若運動物體在某一過程的始、末動量分別為p和p′，則稱：△p=p′－p為物體在該過程中的動量變化。（2）矢量性：動量變化△p是矢量。方向與速度變化量△v相同。一維情況下：Δp=mΔv=mv2-mv1通常先選取正方向，然后進行計算。例題講解例1“蹦極”運動中，長彈性繩的一端固定，另一端綁在人身上，人從幾十米高處跳下。將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運動。從繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點的過程中，下列分析正確的是（）A.繩對人的沖量始終向上，人的動量先增大后減小B.繩對人的拉力始終做負功，人的動能一直減小C.繩恰好伸直時，繩的彈性勢能為零，人的動能最大D.人在最低點時，繩對人的拉力等于人所受的重力〖答案〗A〖解析〗繩子拉直開始后，當繩子的拉力等于重力時，人的速度最大，故繩對人的沖量始終向上，人的動量先增大后減小，人在最低點時，繩對人的拉力大于人所受的重力。教材第4頁：強調(diào)：取水平向右為坐標軸的方向，意思就是選取向右方向為正方向，則碰后速度方向為負。Δp為負值，則說明動量的變化量的方向向左。（三）推導動量定理vv′vF牛頓第二定律得，物體的加速度a=合力F=ma=mmv'-mv=FΔI=FΔtΔp=pI=Δp（1）FΔt這個量反映了力對時間的積累效應。物理學中把力F與作用時間的乘積，稱為力的沖量，記為I=FΔt，單位：N·s，讀作“牛秒”（2）F=?p（3）物體動量的變化量等于物體所受合外力的沖量，這個結(jié)論叫做動量定理。（4）對于變力，F(xiàn)則為變力在作用時間內(nèi)的平均值。（5）F-t圖像與t軸圍成的面積表示沖量。當兩圖線面積相等時，即變力與平均力在t0時間內(nèi)等效。FFFOt0t（6）動量定理的方向性初、末動量的方向、合外力的方向在同一直線上的情況，要選定一個正方向，與正方向相同的矢量取正值，與正方向相反的矢量取負值。vv′vFt=p′-p=mv′-（-mv）=mv′十mv。此公式中F、v、v′均指該物理量的大小例題講解例2如圖所示，一顆鋼珠從靜止狀態(tài)開始自由下落，然后陷入泥潭中，不計空氣阻力。若把在空中下落的過程稱為過程Ⅰ，進入泥潭直到停止的過程稱為過程Ⅱ，則（）A.過程Ⅱ中鋼珠的動量的改變量等于零B.過程Ⅱ中阻力的沖量的大小等于過程Ⅰ中重力的沖量的大小C.Ⅰ、Ⅱ兩個過程中合外力的總沖量等于零D.過程Ⅰ中鋼珠的動量的改變量等于重力的沖量〖答案〗CD〖解析〗過程Ⅰ中鋼珠所受的外力只有重力，由動量定理可知，鋼珠的動量的改變量等于重力的沖量，故D正確；在整個過程中，鋼珠的動量的變化量為零，由動量定理可知，Ⅰ、Ⅱ兩個過程中合外力的總沖量等于零，故C正確；過程Ⅱ中，鋼珠所受的外力有重力和阻力，所以過程Ⅱ中阻力的沖量的大小等于過程Ⅰ中重力的沖量的大小與過程Ⅱ中重力的沖量的大小之和，故B錯誤；過程Ⅱ中鋼珠所受合外力的沖量不為零，由動量定理可知，過程Ⅱ中鋼珠的動量的改變量不等于零，故A錯誤。（四）動量定理的應用1.解釋現(xiàn)象：玻璃杯從某一高度下落，分別與石頭和海綿墊接觸前的速度是相同的，也即初動量相同，碰撞后速度均變?yōu)榱悖茨﹦恿烤鶠榱?，因而在相互作用過程中玻璃杯的動量變化量相同。而兩種情況下的相互作用時間不同，與石頭碰時作用時間短，與海綿墊相碰時作用時間較長，由Ft=△p知，玻璃杯與石頭相碰時作用大，會被打破，與海綿墊相碰時作用力較小，因而不會被打破。2.利用：（1）需要延長作用時間減少力的作用：跳遠時要跳在沙坑里；跳高時在下落處要放海綿墊子；從高處往下跳，落地后雙腿往往要彎曲；輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎。（2）需要用較短的作用時間，得到很大的作用力：鐵錘釘釘子（四）課堂練習：教材第5頁練習1、2。教材第10頁練習1、2。（五）總結(jié)：（見板書設(shè)計）三.課后作業(yè)：板書設(shè)計動量動量定理一.動量1.定義：物體的質(zhì)量與速度的乘積mv。2.定義式：p=mv.單位：kg·m/s讀作“千克米每秒”。理解要點：（1）狀態(tài)量（2）相對性（3）矢量性：動量的方向與速度方向一致。二.動量的變化量：1.△p=p′－p2.矢量性：方向