動(dòng)量定理 教學(xué)設(shè)計(jì) 高二上學(xué)期物理粵教版（2019）選擇性必修第一冊

教學(xué)設(shè)計(jì)

課程基本信息學(xué)科物理年級高二學(xué)期秋季課題動(dòng)量定理教科書書名：粵教版教材出版社：廣東教育出版社教學(xué)目標(biāo)1、物理觀念從動(dòng)量的改變，體會(huì)相互作用對物體運(yùn)動(dòng)的影響。加深對物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、相互作用的理解。2、科學(xué)探究從牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)量概念推導(dǎo)出動(dòng)量定理的表達(dá)式。3、科學(xué)思維構(gòu)建剎車模型，將實(shí)際復(fù)雜的物理過程抽象成便于研究的物理模型4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任學(xué)生將所學(xué)知識(shí)用于日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐，例如緩沖裝置的設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)：動(dòng)量定理的推導(dǎo)及文字表述。教學(xué)難點(diǎn)：應(yīng)用動(dòng)量定理解決實(shí)際有關(guān)問題。教學(xué)過程一、新課導(dǎo)入視頻：鳥撞飛機(jī)。提問：小小飛鳥何以能撞毀飛機(jī)這樣的龐然大物？這里飛機(jī)受到的沖擊力和動(dòng)量的變化有什么關(guān)系？圖：這些場景中的墊子、沙坑、輪胎有什么共同的作用？圖：物體碰撞會(huì)受到力的作用，力和物體動(dòng)量變化量有什么關(guān)系呢？二、新課教學(xué)（一）動(dòng)量定理為了分析問題的方便，我們先討論物體受恒力的情況。如圖，假定一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑的水平面上受到恒力F的作用，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。在初始時(shí)刻，物體的速度為v0，經(jīng)過一段時(shí)間Δt，它的速度為vtFΔt這個(gè)物理量反映了力的作用對時(shí)間的累積效應(yīng)。1．沖量物理學(xué)中把力與力的作用時(shí)間的乘積叫作力的沖量，用字母I表示沖量，則沖量的單位是牛秒，符號是N·S。有了沖量的概念，式子就可以寫成也可以寫成I=Ft①?zèng)_量是過程量，反映了力對時(shí)間的積累效應(yīng)②沖量是矢量：方向由力的方向決定，若為恒定方向的力，則沖量的方向跟這力的方向相同求合沖量的方法：（1）可分別求每一個(gè)力的沖量，再求各沖量的矢量和；（2）如果各個(gè)力的作用時(shí)間相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合t求解（3）用F-t圖像求力的沖量：根據(jù)I＝Ft，圖線與t軸所圍的面積表示F在t內(nèi)的沖量，即可求恒力的沖量。提問：物體在碰撞過程中受到的作用力往往不是恒力，物體不做勻變速運(yùn)動(dòng)。那么，應(yīng)該怎樣處理這樣的問題呢？學(xué)生討論并發(fā)表看法：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的力沒有很大的變化，這樣對于每個(gè)短暫過程就能夠應(yīng)用。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)用處理變力問題時(shí)，式中的F應(yīng)該理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值。2．動(dòng)量定理F?t=p'-p=Δp動(dòng)量定理：物體在一個(gè)過程中所受力的沖量等于它在這個(gè)過程始末的動(dòng)量變化量。①公式中的F為物體所受的合外力。②動(dòng)量定理的優(yōu)點(diǎn)：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。③適用范圍: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。④動(dòng)量的變化率：F=?P/?t，即等于物體所受合外力。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。動(dòng)量定理的應(yīng)用用動(dòng)量定理解釋場景中的墊子、沙坑、輪胎的緩沖為什么可以保護(hù)好人和船不受到太大力的作用？場景中為什么物體可以獲得更大的作用力呢？根據(jù)動(dòng)量定理，我們知道：如果物體的動(dòng)量發(fā)生的變化是一定的，那么作用的時(shí)間短，物體受的力就大；作用的時(shí)間長，物體受的力就小。例如，玻璃杯落在堅(jiān)硬的地面上會(huì)破碎，落在地毯上不會(huì)破碎，用動(dòng)量定理可以很好地解釋此現(xiàn)象。從同樣的高度落到地面或地毯時(shí)，在與地面或地毯的相互作用中，兩種情況下動(dòng)量的變化量相等，地面或地毯對杯子的力的沖量也相等。但是堅(jiān)硬的地面與杯子的作用時(shí)間短，作用力會(huì)大些，杯子易破碎；柔軟的地毯與杯子的作用時(shí)間較長，作用力會(huì)小些，玻璃杯不易破碎。易碎物品運(yùn)輸時(shí)要用柔軟材料包裝，跳高時(shí)運(yùn)動(dòng)員要落在軟墊上，就是這個(gè)道理。除此之外，讓學(xué)生發(fā)言舉出更多例子。做一做：雞蛋掉地上和海綿墊子上會(huì)有什么現(xiàn)象？為什么？【例題】若一個(gè)50g的雞蛋從居民樓的25層墜下，與地面的撞擊時(shí)間為2ms，g取10m/s2,則該雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力為多大？解：取向上為正反向mg)t=0-m(-v)v=√2gh解得F=950N該雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力為950N此時(shí)雞蛋砸到人會(huì)出現(xiàn)什么樣的結(jié)果？引導(dǎo)學(xué)生禁止高空拋物運(yùn)用動(dòng)量定理解題的一般步驟1.確定研究對象：一般為單個(gè)物體；2.選定正方向，明確研究對象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動(dòng)量；確定在物理過程中研究對象的動(dòng)量的變化；3.明確物理過程：受力分析，求出合外力的沖量；4.根據(jù)動(dòng)量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。三、課堂小結(jié)：1.沖量2.動(dòng)量定理3.動(dòng)量定理的應(yīng)用四、布置作業(yè)（1）完成課后作業(yè)練習(xí)（2）閱讀課本第10頁的資料活頁“安全帶和安全氣囊在