1.2 动量定理 课时教案（表格式）2025--2026年人教版高中物理选择性必修第一册

1.2《动量定理》课时教案
学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时
教材 人教版选择性必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中物理选择性必修第一册第一章第二节，是“动量与动量守恒定律”单元的重要基础。教材通过生活实例引入动量概念，再通过实验和理论推导建立动量定理，强调力的时间累积效应。内容由浅入深，逻辑清晰，体现了从现象到本质的科学思维过程，为后续学习动量守恒定律打下坚实基础。
学情分析
高二学生已掌握牛顿第二定律、运动学公式及矢量运算，具备一定的实验观察能力和逻辑推理能力。但对“冲量”这一新概念较为陌生，容易与功混淆。学生在理解“力对时间的积累”与“力对位移的积累”区别上存在困难。此外，部分学生数学推导能力较弱，需通过情境化教学降低理解门槛，借助实验增强感性认识，帮助突破思维障碍。
课时教学目标
物理观念
1. 理解动量、冲量的物理意义，掌握其定义式及单位，能正确进行矢量运算。
2. 掌握动量定理的内容、表达式及其适用条件，能用其解释生活中的碰撞、缓冲等现象。
科学思维
1. 经历从牛顿第二定律推导动量定理的过程，体会微元法与积分思想在物理中的应用。
2. 能运用动量定理分析和解决实际问题，比较其与牛顿定律解题的优劣，提升模型建构与逻辑推理能力。
科学探究
1. 设计并参与“气垫导轨测动量变化”实验，能正确使用光电门、滑块等器材，收集并处理数据。
2. 通过实验验证动量定理，分析误差来源，提升实验设计与数据分析能力。
科学态度与责任
1. 感受动量定理在交通安全、体育运动等领域的广泛应用，增强物理学习的兴趣与社会责任感。
2. 在探究过程中培养严谨求实的科学态度，尊重实验数据，勇于质疑与交流。
教学重点、难点
重点
1. 动量、冲量的概念及动量定理的表达式。
2. 动量定理在实际问题中的应用。
难点
1. 动量定理的矢量性理解与应用。
2. 从牛顿第二定律推导动量定理的数学过程。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法、实验法
教具准备
气垫导轨、滑块、光电门、数字计时器、砝码、细绳、弹簧测力计、篮球、安全气囊视频、PPT课件
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入，激发兴趣
【5分钟】 一、生活现象引发思考 （1）、播放视频：篮球落地反弹与鸡蛋落地破碎
教师播放两段对比视频：一段是篮球从高处落下后弹性良好地反弹；另一段是鸡蛋从同样高度落下瞬间破碎。播放完毕后，提出问题：“同样是物体从高处下落，为什么篮球能完好反弹，而鸡蛋却会破碎？这背后隐藏着怎样的物理原理？”引导学生观察并思考两者在接触地面瞬间的不同表现。
（2）、提出核心问题，引出课题
教师继续引导：“我们已经学过牛顿第二定律F=ma，它描述了力与加速度的关系。但在这个过程中，力作用的时间长短、物体速度的变化快慢，是否也影响结果？有没有一个物理量，能综合反映力在时间上的累积效果？”此时，教师在黑板上写下“力×时间”这一表达式，并画一个问号，激发学生的认知冲突。随后，教师揭示：“今天，我们就来学习一个全新的概念——动量定理，它将帮助我们从另一个角度理解力的作用效果。”
（3）、回顾已有知识，搭建认知桥梁
教师提问：“在学习新知识前，我们先回顾一下：什么是速度？什么是质量？它们的乘积mv我们有没有学过？”学生回答后，教师肯定：“对，mv就是动量，它是描述物体运动状态的一个重要物理量。那么，力作用一段时间，会对动量产生怎样的影响呢？这就是我们今天要探究的核心。” 1. 观看视频，对比现象差异。
2. 思考并尝试解释原因。
3. 回忆动量概念，建立联系。
4. 产生探究动量变化原因的兴趣。
评价任务 现象描述：☆☆☆
问题提出：☆☆☆
概念回忆：☆☆☆
设计意图 通过生活中常见的对比现象创设真实情境，引发认知冲突，激发学生探究欲望。以问题链引导学生从已有知识出发，自然过渡到新课内容，实现知识的衔接与迁移，为动量定理的引入做好铺垫。
实验探究，建立概念
【12分钟】 一、设计实验，测量动量变化 （1）、介绍实验装置与原理
教师展示气垫导轨实验装置，详细介绍各部件功能：气垫导轨可减小摩擦，滑块可在其上近似做匀速或匀变速运动；光电门连接数字计时器，可精确测量滑块通过挡光片的时间，从而计算出滑块在特定位置的速度。教师强调：“我们将通过细绳跨过滑轮连接滑块与砝码，砝码下落提供恒定拉力，使滑块做匀加速运动。”
（2）、明确实验步骤与数据记录
教师在PPT上展示实验步骤：①调节导轨水平；②安装光电门A、B于固定位置；③给滑块安装已知宽度的挡光片；④释放滑块，记录其通过A、B光电门的时间t 、t ；⑤利用公式v = d/t（d为挡光片宽度）计算出滑块在A、B两点的瞬时速度v 、v ；⑥记录滑块质量m和拉力F（等于砝码重力）。要求学生以小组为单位，重复实验三次，记录数据并计算每次的动量变化Δp = mv - mv 。
（3）、引导学生进行数据处理与初步分析
教师巡视各小组，指导学生正确操作仪器，提醒注意单位统一。待数据收集完成后，教师提问：“大家计算出的Δp是否相同？它与什么因素有关？”引导学生发现Δp与F和作用时间t有关。教师进一步提示：“我们能否计算一下F·t的值，并与Δp进行比较？”学生计算后发现F·t ≈ Δp，初步建立冲量与动量变化的关系。 1. 观察实验装置，理解原理。
2. 分组实验，测量时间与速度。
3. 计算动量变化Δp与F·t。
4. 比较数据，发现规律。
评价任务 操作规范：☆☆☆
数据准确：☆☆☆
规律发现：☆☆☆
设计意图 通过动手实验，让学生亲历科学探究过程，增强感性认识。在真实数据中发现F·t与Δp的近似相等关系，为动量定理的提出提供实验依据，培养学生的实验能力、数据分析能力和归纳推理能力。
理论推导，深化理解
【15分钟】 一、从牛顿第二定律出发推导 （1）、回顾牛顿第二定律的瞬时形式
教师在黑板上写出牛顿第二定律的原始表达式：F = ma。并解释：“这是力在某一瞬间对物体加速度的影响。但我们要研究的是力在一段时间内的累积效果，因此需要将加速度a用速度的变化来表示。”教师引导学生回忆加速度定义：a = Δv/Δt，在Δt极小时可写作a = dv/dt。
（2）、引入微元思想，进行数学变换
教师继续推导：将a = dv/dt代入F = ma，得F = m·dv/dt。两边同时乘以dt，得到F·dt = m·dv。教师强调：“这里的dt是一个极短的时间微元，F·dt就是力在这极短时间内产生的冲量微元。”接着，教师将等式两边分别对时间从t 到t 积分，左边∫F dt即为合外力的总冲量I，右边∫m dv = m∫dv = mv - mv ，正是动量的变化量Δp。
（3）、得出动量定理表达式并解读
教师板书动量定理的数学表达式：I = Δp，即Ft = mv - mv （适用于恒力）。教师强调：“这个公式表明，物体所受合外力的冲量等于其动量的变化量。”随后，教师详细解读公式的矢量性：“动量是矢量，动量变化也是矢量，因此冲量同样是矢量，方向与动量变化方向相同。在应用时必须规定正方向，进行矢量运算。”
（4）、对比功与能，辨析冲量与动量
教师提问：“我们之前学过功W = F·s，是力在空间上的积累，对应动能变化。而冲量I = F·t，是力在时间上的积累，对应动量变化。两者有何异同？”引导学生从物理意义、积累方向、对应变化量等角度进行对比，深化理解。 1. 回忆加速度定义式。
2. 理解微元法与积分过程。
3. 记录动量定理表达式。
4. 参与讨论，辨析概念。
评价任务 公式推导：☆☆☆
矢量理解：☆☆☆
概念辨析：☆☆☆
设计意图 通过严密的数学推导，将动量定理建立在牛顿定律的基础之上，体现物理知识的内在逻辑。引入微元与积分思想，提升学生的科学思维层次。通过与功和能的对比，帮助学生构建完整的力学知识体系，避免概念混淆。
应用迁移，解决问题
【10分钟】 一、典例分析：缓冲装置中的物理 （1）、呈现问题情境
教师展示一个实际问题：“一辆质量为1.5×10 kg的汽车以20m/s的速度行驶，因紧急情况刹车，若刹车时间为4s，求汽车所受的平均制动力。若刹车时间仅为0.5s（如撞墙），平均制动力又是多少？”要求学生用动量定理求解。
（2）、引导学生建立模型与解题
教师引导学生分析：汽车初速度v =20m/s，末速度v=0，质量m=1500kg。规定初速度方向为正方向。根据动量定理：-Ft = 0 - mv ，得F = mv /t。代入数据计算：当t=4s时，F=7500N；当t=0.5s时，F=60000N。教师强调负号表示力方向与初速度相反。
（3）、联系生活，深化认识
教师提问：“为什么安全气囊能在车祸中保护乘客？”引导学生用动量定理解释：“安全气囊延长了乘客与车内物体的作用时间t，从而减小了乘客所受的冲击力F，避免严重伤害。”再举例跳高落地时沙坑的作用、包装中的泡沫填充等，均是通过延长作用时间来减小冲击力的应用实例。
二、逆向思维：增大作用力的应用 （1）、提出反向问题
教师提问：“有没有需要增大冲击力的情况？”学生可能回答：打桩、钉钉子等。教师肯定并分析：“在打桩时，我们希望短时间内产生巨大的力，因此使用重锤并从高处落下，既增大了动量变化Δp，又缩短了作用时间t，从而获得极大的冲击力。” 1. 审题并提取物理量。
2. 应用动量定理解题。
3. 解释生活中的缓冲现象。
4. 举例说明增大冲击力的应用。
评价任务 公式应用：☆☆☆
方向判断：☆☆☆
实例解释：☆☆☆
设计意图 通过典型例题训练学生应用动量定理解题的能力，强化矢量意识。联系交通安全、生活科技等实际情境，体现物理的实用性，增强社会责任感。通过正反两方面的应用，全面理解动量定理的物理意义。
课堂总结，升华主题
【3分钟】 一、结构化回顾知识点 （1）、梳理核心概念与公式
教师引导学生共同回顾：“今天我们学习了动量定理，核心是冲量I=Ft（恒力）和动量p=mv。动量定理告诉我们：合外力的冲量等于物体动量的变化，即I=Δp。它揭示了力在时间上的积累效应。”教师在黑板上画出知识结构图：力→冲量（F·t）→动量变化（Δp=mv -mv ）。
二、升华式总结 （2）、感悟物理与人生哲理
教师深情总结：“动量定理不仅是一个物理规律，更蕴含着深刻的人生启示。生活中，我们常常面对‘冲击’——突如其来的困难、压力或变故。就像鸡蛋落地，如果毫无缓冲，可能瞬间破碎。但如果我们能学会‘延长作用时间’——冷静应对、寻求帮助、逐步化解，就能大大减小内心的‘冲击力’，保护自己，从容前行。反之，在追求目标时，若能集中力量、果断行动，缩短‘作用时间’，便能产生强大的‘冲量’，推动我们迅速突破。愿我们都能像物理学家一样，用智慧去分析生活的‘冲量’，掌控人生的‘动量变化’。” 1. 回顾动量、冲量定义。
2. 复述动量定理表达式。
3. 理解知识结构关系。
4. 感悟物理与生活哲理。
评价任务 知识回顾：☆☆☆
公式复述：☆☆☆
哲理感悟：☆☆☆
设计意图 通过结构化总结帮助学生构建清晰的知识网络。以升华式结尾将物理规律与人生智慧相联系，提升课堂的思想深度，激发学生的情感共鸣，实现知识、能力与价值观的统一。
作业设计
一、基础巩固
1. 质量为0.5kg的足球以8m/s的速度飞来，运动员用头将其以12m/s的速度顶回，作用时间为0.2s。求足球动量的变化量和运动员头部对球的平均作用力。（规定飞来方向为正）
2. 判断正误，并说明理由：
（1）物体动量越大，其惯性越大。
（2）冲量是矢量，其方向与力的方向相同。
（3）动量定理仅适用于恒力作用的情况。
二、能力提升
3. 一个质量为60kg的人从1.8m高处跳下，落地时双腿弯曲，使重心再下降0.3m才停下。若不弯曲腿，重心只下降0.05m。估算两种情况下地面对人的平均冲击力之比。（取g=10m/s ）
4. 阅读材料：安全带与安全气囊是如何保护乘客的？请用动量定理解释其工作原理，并撰写一段200字左右的科普短文。
【答案解析】
一、基础巩固
1. Δp = mv - mv = 0.5×(-12) - 0.5×8 = -6 - 4 = -10 kg·m/s；F = Δp/t = -10 / 0.2 = -50 N，大小为50N，方向与飞来方向相反。
2. （1）错误，惯性只与质量有关；（2）错误，冲量方向与动量变化方向相同；（3）错误，动量定理普遍成立，F为平均力。
二、能力提升
3. 落地速度v = F＝= = 6 m/s。由动量定理：(F - mg)t = mv。又h' = (v/2)t，得t = 2h'/v。代入得F = mg + mv/t = mg + mv /(2h')。计算F /F = (1 + v /(2gh )) / (1 + v /(2gh )) ≈ (1 + 36/(2×10×0.3)) / (1 + 36/(2×10×0.05)) = (1+6)/(1+36) = 7/37。
4. 略（合理即可）
板书设计
§1.2 动量定理
【左侧】
一、动量 p = mv（矢量）
单位：kg·m/s
二、冲量 I = Ft（恒力）
单位：N·s
矢量性：与F同向（恒力）
【中间】
三、动量定理
I = Δp
Ft = mv - mv
→ 矢量式，规定正方向
→ 普适性：F为平均力
【右侧】
四、应用
1. 减小F：延长t（安全气囊、沙坑）
2. 增大F：缩短t（打桩、钉钉）
五、与功对比
冲量 → 动量变化（时间积累）
功 → 动能变化（空间积累）
教学反思
成功之处
1. 以篮球与鸡蛋的对比视频导入，情境真实，激发了学生浓厚的学习兴趣，有效引发认知冲突。
2. 实验探究环节组织有序，学生动手参与度高，通过数据分析初步验证了动量定理，培养了科学探究能力。
3. 课堂总结将物理规律与人生哲理巧妙融合，语言富有感染力，实现了情感态度与价值观的升华。
不足之处
1. 部分学生在积分推导环节理解困难，虽用微元法解释，但仍显抽象，应增加图示辅助或简化处理。
2. 例题讲解时间略紧，个别学生未能充分思考，应适当压缩理论推导时间，增加练习反馈。
3. 对动量定理矢量性的强调仍需加强，部分学生在作业中仍出现方向错误。