高中物理粵教版（2019）选择性必修第一册 第一章动量和动量守恒定律_第二节动量定理（一）教案

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第二节：动量定理（课时1）
粤教版普通高中教科书物理选择性必修（第一册）
教学目标
教学目标：
1.经历推导动量定理过程，能够知道动量定理表达式的来源，理解动量理解动量定理及其
表达式。
2.会用动量定理解释有关现象，会计算简单的实际问题。。
3.经历用表格处理数据的过程，从表格中发现物理规律，培养学生收集信息、获取证据的能
力。
4.学会分析生活现象和处理有关问题，培养学生理论联系实际的能力，建立尊重事实、勇
于探索、勇于担当的科学态度与责任。
教学重点：
动量定理的推导、利用动量定理解释相关现象。
教学难点：
理解动量定理的确切含义、利用动量定理解决实际问题。
教学过程
教
时
间
学
环
节
主要师生活动
1分
钟
环
节
一
：
引
[师]：上一节课我们学习了两个跟碰撞相关的概念：动量和冲量，分别从状态
和过程两个角度来描述碰撞。
生活中，碰撞的例子比比皆是，如：篮球撞击篮板、鸡蛋掉落地面、汽
车追尾，其共同特点是：碰撞前后物体的动量发生了变化，有力持续作用在
物体上。
入
那么动量变化量、力、时间三者之间存在怎样的定量关系？下面我们从
牛顿第二定律出发，探讨一段时间内动量变化量和合力作用的关系。
1
4分
钟
环
节
二
：
先从最简单的情境入手：
[师]：如图，一个物体质量为 ，初速度为 ，在恒定合力F的作用下，经过
0
一段时间t，速度变为
。

动
量
定
理
推
导
和
理
解
根据牛顿第二定律：F =
0
由运动学公式： =

可得：Ft = m

该式表明：等式的右边是合力的冲量，右边是动量变化量，物体所受合力的
0
冲量等于物体动量的改变量，这就是动量定理。
我们来加深一下动量定理的理解：
1.表达式：动量定理可以表达成 = 或 = 形式，F是物体所

0
合
受的合外力。
2.矢量性：冲量和动量都是矢量，表达式等号包含大小和方向相同两个含
义，动量定理是个矢量式，在使用的时候注意选定正方向。
3.因果性：动量定理反映了合力的冲量是动量变化的原因，合力的冲量是动
量变化的量度。若发生一个大的动量变化，必定有一个大的冲量。一个大的
冲量，既可以是在很短时间内作用一个较大的作用力，也可以是用一个较小
的作用力作用较长的时间。
4.动量定理即适用于恒力也适用于随时间变化的力，在变力作用时，动量定
理中的F通常取力在作用时间内的平均值。
现在我们用动量定分析下列说法
4分
钟
环
节
三
：
利
用
定
量
定
理
解
决
实
际
问
题
例题1:下列关于动量定量的说法中正确的是（
A．物体所受合力冲量越大，它的动量也越大
）
B．物体所受合力不为零，它的动量、动能一定要改变
C．物体动量的方向就是它所受合力的冲量方向
D．如果物体（质量不变）的速度发生变化，则可以肯定
它受到的合力的冲量不为零
答案D
[师]：例题2：一辆质量为2200kg的汽车正在以90km/h的速度匀速行驶，突然前
方出现复杂路段，如果驾驶员轻踩刹车制动，汽车在21s内停下；如果驾驶员急
踩刹车制动，可在3.8s内使车停下。求这两种情况下使汽车停下的平均作用
力。
解：设汽车初始运动的方向为正方向，平均力
为F.
0 =90km/h=25m/s
初动量： = m =2200 × 25 / =5.5 × 10
4 /
0
0
末动量： = m = 0


根据动量定理得：Ft= - 0

-
当 =21s， =

0
≈ 2.6 × 103 ；
1
1
2
-
当 =3.8s， =

0
≈ 1.4 × 104 。
2
2

2
负号代表作用力的方向为负
10 环
若例题中时间换成下表中的刹车时间，请根据不同的刹车时间分别计算要多大
的平均作用力才能使汽车停下来，并计算从开始刹车到停下来所滑行到距离。
分析数据，并说说有什么领悟？
分
钟
节
四
：
讨
论
与
交
流
汽车刹车
时间t/s
20
10
5
2.5
1
使汽车停
下来的平
均作用力
F/N
-2750
-5500
-11000
-22000
-55000
汽车刹车
过程滑行
的距离s/m
250
125
62.5
31.25
12.5
根据例题方法，可以算出不同时间的平均作用力如下表
根据动能定理，平均作用力做功等于动能变化量：
1
Fs=0- 2
0
2
1
2
2
0
得：s=
，

代入对应的平均力，求刹车过程滑行的距离，结果填入表中表：
从表格中可以看出：
1.行驶中的汽车要想在紧急刹车时受到较小冲击力，必须有较长的刹
车时间。
2.行车时要预判哪些情况下可能需要紧急刹车。如在三岔路口和靠近人群的地
方，应提前减速，以减小紧急刹车时的冲击力和刹车过程滑行的距离，保证行
车安全。
拓展：
（1）安全带相关知识
同时为了减轻碰撞时驾乘人员的伤害，汽车要安装安全气囊，乘车时要佩戴安
全带。
观看乘车佩戴安全带和安全气囊相关知识。
思考：安全气囊，佩戴安全带为什么可以起到保护作用
当发生交通事故时，根据动量定理，动量变化量一定，缓冲时间长，作用力
3
小。
（2）安全装置是用弹性较大的材质做成
蹦极中用的是弹性较大的弹性绳，而不是难以伸长的麻绳
观看蹦极运动视频，理解蹦极人员的运动过程
跳高运动要铺设弹性较大的垫子，而不是直接落在地上
观看跳高运动视频，理解远动员的运动过程，明白垫子的作用
运输鸡蛋要用泡沫盒，气垫鞋都是为了延长作用时间减小作用力，从而起到保
护作用。
（3）有趣实验现象
观看视频，理解快速抽纸条和慢抽纸条，瓶子运动状态变化不同，是因为合力
大小不变，时间越长，动量变化量越大。
3
习
题
讲
解
学以致用
例 3:一质量为 m 的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt 时间，身体伸直并刚
好离开地面，速度为 v，则在此过程中，下列说法正确的是
1
mv
2
A． 地面对他的冲量为 mv＋mgΔt，地面对他做的功为
2
B． 地面对他的冲量为 mv＋mgΔt，地面对他做的功为零
1
mv
2
C． 地面对他的冲量为 mv，地面对他做的功为
2
D． 地面对他的冲量为 mv－mgΔt，地面对他做的功为零
解析：人的速度原来为零，起跳后变为 v，选地面作用力方向上为正方向
由动量定理可得：I－mgΔt＝mv，故地面对人的冲量为 mv＋mgΔt
人在跳起时，人受到的支持力没有产生位移，故地面对人的支持力不做功，
选项 B 正确。
例 4:如图所示为作用在某物体上的合外力随时间变化的关系图像，
若物体开始时是静止的，则前 3 s（）
A． 物体的位移为 0
B． 物体的动量改变量为40 kg·m/s
C． 物体的动能变化量为0
D． 物体的改变量为0
解析：由图可知 0～3s 内合力的冲量： = （20 × 1 + （ 10） × 2）
合
根据动量定理可知： = =0，即 3s 时速度为 0
合
则动量变化量为 0，动能变化量也为 0，B 错误，C 正确；物体先加速
后减速第三秒时位移最大，A 错误。
4
物体机械能包括动能和重力势能，因为物体的重力势能是否改变不
能判断，因此物体的机械能是否改变不能确定，选项 D 错误。
1分 环
钟 节
五
今天我们学习了动量定理：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量。
1.知道动量定理表达式：F t=m 或 = 。

0
合
合
2.理解矢量性：使用时要选定正方向。
：
3.明白了因果性：合力的冲量是动量变化的原因，合力的冲量是动量变化的量
度。
课
堂
4.既适用于恒力也适用于变力
小
5、同时应用动量定理理解生活中一些常见应用。
今天的课程就到此结束，谢谢大家的观看，再见！
结
5
6