1.1-1.2 动量 动量定理 教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 1.1-1.2 动量 动量定理 教学设计（表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 170.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-04-26 07:17:17 | ||
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文档简介
教学设计
课题 1.1-1.2 动量 动量定理
课型 新授课
教学内容分析
《动量 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：理解动量，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；学习动量定理后，可引导学生将动量定理与已掌握的动能定理进行对比学习， 既能复习巩固动能定理的知识，也能理解两者之间的联系与区别。
学习者分析
在高一时，学生已经掌握了牛顿第二定律，学习了质量，速度等概念，学习了运动学一些公式，这些知识为本节课的学习奠定了基础。此外，经过前面的学习，学生已经建立起一定的实验观察能力、抽象思维能力和探究学习能力，而且还掌握了通过建立物理模型探究物理现象的方法。这也是本节所要强调的、学习和研究动量定理的方法。由于学生具有这样的知识基础、能力水平和物理思维与方法，再加上他们对未知新事物有较强的探究欲望，所以要掌握动量定理是完全能够实现的
学习目标确定
1.物理观念 (1)定性了解物体动量的改变与力和时间的关系； (2)知道冲量的概念及物理意义，能求合外力的冲量； (3)知道动量定理的表述，发展物体运动与相互 作用的观念。 2.科学思维 (1)依据牛顿第二定律和加速度定义式推导Ft与速度变化的关系式（动量定理），构建模型、科学推理、科学论证； (2)利用“微元法”的思想解释F-t图像面积的含义，体会科学思维中的抽象方法和类比思想； 3.科学探究 观察实验演示变力作用下的碰撞实验，获取证据，论证问题，发展科学探究能力。 4.科学态度与责任 用动量定理去解决实际问题，理解缓冲现象，在 实际生活中应用缓冲来解除危机，提高安全意识与社会责任。
学习重点难点
重点：1.动量，冲量概念、动量定理的含义 2.动量定理的推导和对动量定理的理解； 3.利用动量定理解释有关生活现象和相关计算。 难点：1.动量定理表达式中矢量符号的转换 2.动量定理的矢量性及其应用
学习评价设计
1.通过老师的讲解课堂上能够回答出动量，冲量概念、回答出动量定理的含义. 2.在老师的指导下主动推导出动量定理。 3.利用课件上的题目根据动量定理解释有关生活现象和做相关计算。 4.依据牛顿第二定律和加速度定义式推导Ft与速度变化的关系式 5.利用“微元法”的思想解释F-t图像面积的含义。
学习活动设计
教师活动学生活动环节一：通过多媒体播放视频引入新课教师活动1 【创设情境，导入新课】 多媒体播放视频思考：质量相等的两个小球碰撞后两球交换了速度。这意味着，碰撞前后，两球速度之和是不变的。那么所有的碰撞都有这样的规律吗？ 导入新课：今天我们就来学习解释 学生活动1 学生观看视频，积极思考导致结果的原因。 活动意图说明： 老师通过一段视频激发学生的学习兴趣，同时引导学生从生活走向物理，从而导入新课。 环节二：课堂探究 创设情境、建立概念教师活动2 一、寻求碰撞中的不变量 （可以演 示）：质量不同小球的碰撞 将上面实验中的A球换成大小相同的C球，使C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某一高度后放开，撞击静止的B球，观察实验现象。 现象：碰撞后B球摆起的高度大于C球被拉起时的高度,即B球获得较大的速度。 结论：两球碰撞前后的速度之和并不一定相等，碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。 思考：通过实验现象你能猜想碰撞前后，什么量会是不变的吗？ （1）两个物体碰撞前后动能之和不变，所以质量小的球速度大；也有的同学会猜想， （2）两个物体碰撞前后速度与质量的乘积之和可能是不变的… 注意：“碰撞前” 是指即将发生碰撞的那一时刻； “碰撞后”是指碰撞刚结束的那一时刻。 例1. (多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中,哪些因素可导致实验误差偏大( AB ) A.导轨安放不水平 B.小车上挡光板倾斜 C.两小车质量不相等 D.两小车碰后连在一起 学生活动2 学生积极思考可能与运动物体的质量和速度有关。 学生积极讨论例题并回答问题。通过实际境感受到动量是矢量和过程量。活动意图说明 将生活搬入课堂,将知识由抽象变直观,让学生在生活中获取知识, ,这样获取的知识,易于理解。 通过具体问题引导学生分析，而不是老师在课堂上轻易的去”给予”知识更重要的是学生感觉学习物理有用，从而产生浓厚的学习兴趣。 环节三： 实验：利用气垫导轨探究一维碰撞中的不变量 1.实验器材：气垫导轨、光电计时、质量不同的小车。 注意：为了研究水平方向的一维碰撞，气垫导轨必须调水平。 2.实验步骤 （1）用天平测量小车的质量； （2）安装实验装置； （3）两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动； （4）小车的速度用滑轨上的数字计时器测量，利用公式:v= x/ t， x为滑块上挡光片的宽度， t为数字计时器显示的挡光片经过光电门的时间，计算物体对应的速度，并把数据填入下表中。 说明：m1, 是运动小车的质量, m2是静止小车的质量; v是运动小车碰撞前的速度， v' 是碰撞后两辆小车的共同速度。 结论：从实验的数据可以看出，此实验中两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等，但是质量与速度的乘积之和却基本不变 学生活动3 运动学知识推导出动量定理的表达式： Ft=mVt-m V。 学生讨论分析得出冲量是动量变化的原因 学生积极思考问题，讨论交流，内化知识。 理推导，启发学生思维，培养学生分析信息、运用所学知识解决新问题的能力。 提出问题，活化学生思维，学生合作交流解决问题，教师引导分析答案，加深学生对动量定理的矢量性以及适用于变力情况的理解。教学环节四 二、动量（1）定义：物理学中把质量和速度的乘积 mv 定义为物体的动量（momentum），用字母 p 表示。 （2）公式：p = mv （3）在国际单位制中，动量的单位是千克 米每秒，符号是 kg m/s。 （4）动量是矢量，其方向跟速度的方向相同。 （5）对动量的理解 ①动量是状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。 ②动量具有相对性：这是由于速度与参考系的选择有关，通常以地球（即地面）为参考系。 ③动量的矢量性：动量的方向与速度方向一致。运算遵循矢量运算法则（平行四边形定则）。 2.动量的变化量： （1）概念：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称： Δp= p′－p为物体在该过程中的动量变化。 （2）矢量性：动量变化Δp是矢量。方向与速度变化量Δv相同 。 一维情况下：Δp=mΔv= mv2- mv1 通常先选取正方向，然后进行计算。 (3)Δp的计算 ①当p'、p在同一直线上时,可规定正方向,将矢量运算转化为代数运算; ②当p'、p不在同一直线上时,应依据平行四边形定则运算。 2、冲量 1）定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量. 2）冲量：I=F(t'-t)=FΔt 或 I=F t 3）单位：N·s 1 N·s=1kg·m/s 4）矢量：I与F的方向相同 5）意义：冲量反映了力的作用在时间上的累积效应. 6）绝对性：与参考系的选择无关 学生合作交流，运用动量定理解释现象，巩固内化，加深理解。 学生运用动量定理，通过合作交流，解释现象， 并归纳总结：在生活中 ，我们有时需要通过延长作用时间来减小作用力 学生积极分析问题、合作交流、求解问题。 学生合作交流，灵活运用解题思路 通过动画模拟，再现问题情境，引导学生运用动量定理解释课前提出的问题，使学生体会到学习的乐趣、成功的喜悦 利用动量定理解释课前提出的问题，使学生体会到学习的乐趣、成功的喜悦。 3.让学生运用动量定理解释大量生活现象，体现从生活到物理再从物理回到生活的教学理念。 4.精选例题，帮助学生理清解题思路，让学生学会应用定理解决问题的方法。 精选习题，帮助学生将动量定理迁移到其它问题中，达到灵活运用的目的，增强解决物理问题的能力3、动量定理活动一、探究动量定理表达式 假设一个质量为m的物体在恒定的合力F作用下，做匀变速直线运动，初速度为 v，经过一段时间t后，速度变为v′，试探究合力F的表达式。 1.推导动量定理 质量为m的物体，在合力F的作用下，经过一段时间 t，速度由v变为 v′ ,如下图所示 表明动量的变化与力的时间积累效果有关。 （1）内容：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. （2）公式：p'-p=I 或 F t=mv'-mv （3）说明： ①公式中的F指的是合外力，可以是恒力，可以是变力. ②F是物体动量变化的原因. ③动量定理公式是矢量式，运算遵循平行四边形定则. ④动量定理不仅适用于宏观低速，同样适用于微观高速. 例.一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度的大小为45 m/s.若球棒与垒球的作用时间为0.002 s，求球棒对垒球的平均作用力。 答案 6 300 N 解：以垒球飞向球棒时的速度方向为正方向 p＝mv p＝4.5 kg·m/s p′＝mv′ p′＝－8.1 kg·m/s F t=p – p 解得 F = - 6300 N 负号表示力的方向与正方向相反. 4）应用动量定理解题步骤 ①确定研究对象：物体和物理过程 ②受力分析 ③确定初末状态，规定正方向 ④根据动量定理列方程 ⑤求解，并分析作答. 【精选例题，学以致用】 一个质量为0.2kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s,球棒与垒球的作用时间为0.01s,球棒对垒球的平均作用力有多大？ 【知识迁移，灵活运用】 质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为______kg m/s．若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小为______N（取g=10m/s2） 在老师的指导下学生自主完成动量定理公式的推导。 让学生完成本题。 课堂学生练习。 实验，动画演示，讲练结合是本课的特点。
板书设计
动量 动量定理 一.动量 1.定义：物体的质量与速度的乘积mv。 2.定义式：p=mv. 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。理解要点： （1）状态量（2）相对性（3）矢量性：动量的方向与速度方向一致。 二.动量的变化量： 1.△p= p′－p 2.矢量性：方向与速度变化量△v相同。 一维情况下，通常先选取正方向，然后进行计算。 三、动量定理 1.冲量:I=FΔt 单位：N·s，读作“牛秒”。对于变力，F指平均作用力 2.动量定理: I=Δp，I指合力的冲量，变力也适用 3.注意事项：选定一个正方向，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。
作业与拓展学习设计
对比动能定理理解动量定理。 理解动能与动量的关系。 完成课后练习，并将第4题与第5题写在作业本上。
课题 1.1-1.2 动量 动量定理
课型 新授课
教学内容分析
《动量 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：理解动量，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；学习动量定理后，可引导学生将动量定理与已掌握的动能定理进行对比学习， 既能复习巩固动能定理的知识，也能理解两者之间的联系与区别。
学习者分析
在高一时，学生已经掌握了牛顿第二定律，学习了质量，速度等概念，学习了运动学一些公式，这些知识为本节课的学习奠定了基础。此外，经过前面的学习，学生已经建立起一定的实验观察能力、抽象思维能力和探究学习能力，而且还掌握了通过建立物理模型探究物理现象的方法。这也是本节所要强调的、学习和研究动量定理的方法。由于学生具有这样的知识基础、能力水平和物理思维与方法，再加上他们对未知新事物有较强的探究欲望，所以要掌握动量定理是完全能够实现的
学习目标确定
1.物理观念 (1)定性了解物体动量的改变与力和时间的关系； (2)知道冲量的概念及物理意义，能求合外力的冲量； (3)知道动量定理的表述，发展物体运动与相互 作用的观念。 2.科学思维 (1)依据牛顿第二定律和加速度定义式推导Ft与速度变化的关系式（动量定理），构建模型、科学推理、科学论证； (2)利用“微元法”的思想解释F-t图像面积的含义，体会科学思维中的抽象方法和类比思想； 3.科学探究 观察实验演示变力作用下的碰撞实验，获取证据，论证问题，发展科学探究能力。 4.科学态度与责任 用动量定理去解决实际问题，理解缓冲现象，在 实际生活中应用缓冲来解除危机，提高安全意识与社会责任。
学习重点难点
重点：1.动量，冲量概念、动量定理的含义 2.动量定理的推导和对动量定理的理解； 3.利用动量定理解释有关生活现象和相关计算。 难点：1.动量定理表达式中矢量符号的转换 2.动量定理的矢量性及其应用
学习评价设计
1.通过老师的讲解课堂上能够回答出动量，冲量概念、回答出动量定理的含义. 2.在老师的指导下主动推导出动量定理。 3.利用课件上的题目根据动量定理解释有关生活现象和做相关计算。 4.依据牛顿第二定律和加速度定义式推导Ft与速度变化的关系式 5.利用“微元法”的思想解释F-t图像面积的含义。
学习活动设计
教师活动学生活动环节一：通过多媒体播放视频引入新课教师活动1 【创设情境，导入新课】 多媒体播放视频思考：质量相等的两个小球碰撞后两球交换了速度。这意味着，碰撞前后，两球速度之和是不变的。那么所有的碰撞都有这样的规律吗？ 导入新课：今天我们就来学习解释 学生活动1 学生观看视频，积极思考导致结果的原因。 活动意图说明： 老师通过一段视频激发学生的学习兴趣，同时引导学生从生活走向物理，从而导入新课。 环节二：课堂探究 创设情境、建立概念教师活动2 一、寻求碰撞中的不变量 （可以演 示）：质量不同小球的碰撞 将上面实验中的A球换成大小相同的C球，使C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某一高度后放开，撞击静止的B球，观察实验现象。 现象：碰撞后B球摆起的高度大于C球被拉起时的高度,即B球获得较大的速度。 结论：两球碰撞前后的速度之和并不一定相等，碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。 思考：通过实验现象你能猜想碰撞前后，什么量会是不变的吗？ （1）两个物体碰撞前后动能之和不变，所以质量小的球速度大；也有的同学会猜想， （2）两个物体碰撞前后速度与质量的乘积之和可能是不变的… 注意：“碰撞前” 是指即将发生碰撞的那一时刻； “碰撞后”是指碰撞刚结束的那一时刻。 例1. (多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中,哪些因素可导致实验误差偏大( AB ) A.导轨安放不水平 B.小车上挡光板倾斜 C.两小车质量不相等 D.两小车碰后连在一起 学生活动2 学生积极思考可能与运动物体的质量和速度有关。 学生积极讨论例题并回答问题。通过实际境感受到动量是矢量和过程量。活动意图说明 将生活搬入课堂,将知识由抽象变直观,让学生在生活中获取知识, ,这样获取的知识,易于理解。 通过具体问题引导学生分析，而不是老师在课堂上轻易的去”给予”知识更重要的是学生感觉学习物理有用，从而产生浓厚的学习兴趣。 环节三： 实验：利用气垫导轨探究一维碰撞中的不变量 1.实验器材：气垫导轨、光电计时、质量不同的小车。 注意：为了研究水平方向的一维碰撞，气垫导轨必须调水平。 2.实验步骤 （1）用天平测量小车的质量； （2）安装实验装置； （3）两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动； （4）小车的速度用滑轨上的数字计时器测量，利用公式:v= x/ t， x为滑块上挡光片的宽度， t为数字计时器显示的挡光片经过光电门的时间，计算物体对应的速度，并把数据填入下表中。 说明：m1, 是运动小车的质量, m2是静止小车的质量; v是运动小车碰撞前的速度， v' 是碰撞后两辆小车的共同速度。 结论：从实验的数据可以看出，此实验中两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等，但是质量与速度的乘积之和却基本不变 学生活动3 运动学知识推导出动量定理的表达式： Ft=mVt-m V。 学生讨论分析得出冲量是动量变化的原因 学生积极思考问题，讨论交流，内化知识。 理推导，启发学生思维，培养学生分析信息、运用所学知识解决新问题的能力。 提出问题，活化学生思维，学生合作交流解决问题，教师引导分析答案，加深学生对动量定理的矢量性以及适用于变力情况的理解。教学环节四 二、动量（1）定义：物理学中把质量和速度的乘积 mv 定义为物体的动量（momentum），用字母 p 表示。 （2）公式：p = mv （3）在国际单位制中，动量的单位是千克 米每秒，符号是 kg m/s。 （4）动量是矢量，其方向跟速度的方向相同。 （5）对动量的理解 ①动量是状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。 ②动量具有相对性：这是由于速度与参考系的选择有关，通常以地球（即地面）为参考系。 ③动量的矢量性：动量的方向与速度方向一致。运算遵循矢量运算法则（平行四边形定则）。 2.动量的变化量： （1）概念：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称： Δp= p′－p为物体在该过程中的动量变化。 （2）矢量性：动量变化Δp是矢量。方向与速度变化量Δv相同 。 一维情况下：Δp=mΔv= mv2- mv1 通常先选取正方向，然后进行计算。 (3)Δp的计算 ①当p'、p在同一直线上时,可规定正方向,将矢量运算转化为代数运算; ②当p'、p不在同一直线上时,应依据平行四边形定则运算。 2、冲量 1）定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量. 2）冲量：I=F(t'-t)=FΔt 或 I=F t 3）单位：N·s 1 N·s=1kg·m/s 4）矢量：I与F的方向相同 5）意义：冲量反映了力的作用在时间上的累积效应. 6）绝对性：与参考系的选择无关 学生合作交流，运用动量定理解释现象，巩固内化，加深理解。 学生运用动量定理，通过合作交流，解释现象， 并归纳总结：在生活中 ，我们有时需要通过延长作用时间来减小作用力 学生积极分析问题、合作交流、求解问题。 学生合作交流，灵活运用解题思路 通过动画模拟，再现问题情境，引导学生运用动量定理解释课前提出的问题，使学生体会到学习的乐趣、成功的喜悦 利用动量定理解释课前提出的问题，使学生体会到学习的乐趣、成功的喜悦。 3.让学生运用动量定理解释大量生活现象，体现从生活到物理再从物理回到生活的教学理念。 4.精选例题，帮助学生理清解题思路，让学生学会应用定理解决问题的方法。 精选习题，帮助学生将动量定理迁移到其它问题中，达到灵活运用的目的，增强解决物理问题的能力3、动量定理活动一、探究动量定理表达式 假设一个质量为m的物体在恒定的合力F作用下，做匀变速直线运动，初速度为 v，经过一段时间t后，速度变为v′，试探究合力F的表达式。 1.推导动量定理 质量为m的物体，在合力F的作用下，经过一段时间 t，速度由v变为 v′ ,如下图所示 表明动量的变化与力的时间积累效果有关。 （1）内容：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. （2）公式：p'-p=I 或 F t=mv'-mv （3）说明： ①公式中的F指的是合外力，可以是恒力，可以是变力. ②F是物体动量变化的原因. ③动量定理公式是矢量式，运算遵循平行四边形定则. ④动量定理不仅适用于宏观低速，同样适用于微观高速. 例.一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度的大小为45 m/s.若球棒与垒球的作用时间为0.002 s，求球棒对垒球的平均作用力。 答案 6 300 N 解：以垒球飞向球棒时的速度方向为正方向 p＝mv p＝4.5 kg·m/s p′＝mv′ p′＝－8.1 kg·m/s F t=p – p 解得 F = - 6300 N 负号表示力的方向与正方向相反. 4）应用动量定理解题步骤 ①确定研究对象：物体和物理过程 ②受力分析 ③确定初末状态，规定正方向 ④根据动量定理列方程 ⑤求解，并分析作答. 【精选例题，学以致用】 一个质量为0.2kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s,球棒与垒球的作用时间为0.01s,球棒对垒球的平均作用力有多大？ 【知识迁移，灵活运用】 质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为______kg m/s．若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小为______N（取g=10m/s2） 在老师的指导下学生自主完成动量定理公式的推导。 让学生完成本题。 课堂学生练习。 实验，动画演示，讲练结合是本课的特点。
板书设计
动量 动量定理 一.动量 1.定义：物体的质量与速度的乘积mv。 2.定义式：p=mv. 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。理解要点： （1）状态量（2）相对性（3）矢量性：动量的方向与速度方向一致。 二.动量的变化量： 1.△p= p′－p 2.矢量性：方向与速度变化量△v相同。 一维情况下，通常先选取正方向，然后进行计算。 三、动量定理 1.冲量:I=FΔt 单位：N·s，读作“牛秒”。对于变力，F指平均作用力 2.动量定理: I=Δp，I指合力的冲量，变力也适用 3.注意事项：选定一个正方向，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。
作业与拓展学习设计
对比动能定理理解动量定理。 理解动能与动量的关系。 完成课后练习，并将第4题与第5题写在作业本上。