动量变化与冲量的关系 教学设计

人教版高中物理3-5

《探究动量变化与冲量的关系》教案

（共二课时，第一课时）

宜春一中物理组

教学设计思路

以生活实例引入—通过活动体验引起兴趣—用已有知识分析推理，得出关系式—通过体验活动建立概念，发现规律—反观实验现象予以解释—学生活动体验,体会其中道理—推广应用(体现物理就在身边，突出物理规律的实用价值) 教学目标 知识与技能

1、理解动量、冲量的概念以及冲量和动量的矢量性，理解动量变化的概念。会正确计算一维的动量变化。 2、能推导出动量定理的表达式。

3、会用动量定理解释有关现象和处理有关问题。 过程与方法

1、通过鸡蛋受到撞击过程的分析，掌握理论分析论证的方法。

2、把动量定理运用于变力及非匀变速运动的情况，体会动量定理的普适性。 情感、态度与价值观

通过动量定理的实际应用，增强对物理知识的亲近感，提高学习物理的兴趣。 教学重点

1、动量和冲量的概念。动量定理的推导。 2、利用动量定理解释有关现象。 教学难点

1、对冲量和动量概念的理解。 2、动量变化的计算。

3、用动量定理分析打击和碰撞类问题。 教学方法

1、通过演示实验和多媒体教学，设置悬念，激发学生兴趣。 2、设计学生体验活动,提高学习兴趣。

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3、通过实例分析，使学生学会求解动量、冲量和动量的变化等有关问题。 教学用具

多媒体 生鸡蛋两个 海绵 瓷盘 纸带 钩码 笔帽 玩具手枪（含子弹）纸靶等 教学过程 一、新课引入

情景导入,设疑激趣

视频（片段）展示同学们熟悉的场景：足球场上，齐达内一个漂亮的“狮子摇头”把球顶进了红队的球门，场上一片欢呼。但是，如果飞来的是一个石块，哪怕石块的质量比足球要小，他还敢去顶吗？为什么呢？

师：同学们能否讲出一些道理来？

学生思考讨论,提出自己的看法,教师简短评价。

师：同学们目前可能还无法正确地回答这个问题，那么，这里面隐藏着什么物理原理呢？让我们共同来探究其中的奥秘。

板书课题：《探究动量变化与冲量的关系》 二、新课教学

创设情境,自主参与,积极主动,发散思维

香港每年举行中学生趣味科学比赛，其中有一个“鸡蛋撞地球”的比赛项目，要求参赛者设计一个保护装置，使鸡蛋从大约13米的高度落地后完好无损。多年来产生了许多很好的创意。如果你应邀参赛，会设计怎样的方案？鼓励同学们讨论并迅速设计，报告后教师予以点评并简单提问。

从学生设计的方案中选择简单的一种进行演示。 直观比较,加深印象,理论分析,推导有据

演示：让鸡蛋从相同高度自由下落至海绵垫上或瓷盘中，比较现象的差异。提出问题：此现象中又隐藏着什么道理？

理论分析与推导：引导学生回顾动力学相关知识，分析鸡蛋落到两种材料物体上的运动状态变化情况，并作适度夸张图说明，假设鸡蛋所受力为恒力, 利用牛顿第二定律和运动学知识进行推理，学生推导，教师巡视指导。

假设鸡蛋受力为恒力,则F=ma=mΔ（一）、动量和冲量

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V/t，变形可得Ft=mΔV=mVt－mV0

观察表达式，发现F与t的乘积等于mv这个量的变化量，那么Ft是什么?mV又是什么?它们各有什么物理意义？

1、动量

物理学中，将mv叫做物体的动量，它具有什么物理意义呢? 游戏导入,兴味盎然,直观可感,印象深刻

[演示]取几颗弹丸，分发给学生传看。将一颗弹丸装入玩具手枪，一手持枪，一手持纸靶，沿平行于黑板的方向击发：弹丸穿透纸靶。接着佯装再次装弹(不让学生知道实际是空膛)，声明：数到“三”时开枪，然后缓缓地数出“一、二 、三”，举枪指向某一区域的同学，不等枪响，手枪所指区域的同学即已做出或抵挡或躲避的防御反应。

【问答式讨论】 层层递进,解读探究

问：你们躲避什么?为什么要躲避? 学生答 问：刚才传看弹丸时，为什么不躲不闪? 学生答

问：空气中的气体分子具有很大的速度(可达105m/s)，它们无时不在撞击着我们最珍贵也是最薄弱的部位——眼睛，为什么我们却毫无知觉? 学生答

问：手枪所指区域以外的同学，为什么没有做出防御反应? 学生答

【讨论总结】可见，运动的物体能够产生一定的机械效果(如弹丸穿透纸靶)，这个效果的强弱取决于物体的质量和速度两个因素，而且这个效果只能发生在物体运动的方向上。为了描述运动物体的这一特性，物理学上引入了动量这一概念。

多媒体展示：一、动量（P）：

1.定义：物体的质量与它的速度的乘积叫做物体的动量。 2.表达式：P=mv 单位—千克米每秒（kg ·ms-1） 3.动量是状态量，对应某个时刻或位置。

动量包含了“参与运动的物体”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。

大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动。显然，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念。

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4.动量是矢量，方向与速度的方向相同。

动量的方向与速度方向一致，即与产生机械效果的方向一致。

综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。 【巩固练习】 即时练习

一胖一瘦两人在操场上以相同的速度跑百米，如果你不小心被撞，更害怕被谁撞上？为什么？(学生回答) 投影练习

一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量各是多少？有没有变化？（抽学生回答）

2、冲量

刚才式中的Ft是什么?物理学中把Ft叫做冲量，它又具有什么物理意义? 展示冰球图片，组织学生讨论

问：要使静止的冰球获得动量可采用什么方法？（学生讨论） 答：施加作用力，并持续作用一段时间。 事例导入,具体可感,明确意义,弄清实质

光滑冰面上，为使静止冰球获得相同的动量，可以用球棍猛力击打或拿球棍用较长时间推它。

分析归纳：使物体获得一定大小的动量，既可以用较大的力作用较短的时间，也可以用较小的力作用较长的时间。

顺势归纳,总结提升

【结论】持续作用在物体上的力，可以产生这样的效果：使物体动量发生变化。这一效果的强弱由力的大小F与持续作用时间t的乘积Ft来确定，这个乘积就叫做力的冲量。

多媒体展示：二、冲量 I

1.定义：在物理学中，物体受到的力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。 2.表达式：I=F t，单位—牛〃秒（N 〃s）

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