动量和动量定理教学设计
【教学内容分析】
“动量和动量定理”是选修3—5中第十六章第二节内容，也是本章的重点内容，是第一节“实验：探究碰撞中的守恒量”的继续，同时又为第三节“动量守恒定律”奠定了基础。所以“动量定理”有承前启后的作用。“动量定理”是牛顿第二定律的进一步展开。它侧重于力在时间上的累积效果，为解决力学问题开辟了新途径，尤其是打击和碰撞类的问题。所以动量定理的知识与人们的日常生活，生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。本节分两课时来完成，这节课为第一课时。
【教学目标】
一、知识与技能
1．理解动量和冲量的定义及其矢量性，会正确计算一维空间内物体动量的变化。
2．理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理适用于变力。
3．能够初步利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。
二、过程与方法
（1）通过对动量定理的探究过程，尝试用科学探究的方法研究物理问题，认识物理模型工具在物理学的作用。
（2）能够应用动量定理处理一些与生产和生活相关的实际问题，在分析、解决问题的过程中培养交流、合作能力。
三、情感、态度与价值观
通过运用所学知识推导新的规律，培养学生学习的兴趣。激发学生探索新知识的欲望。通过分组实验，培养学生的实验操作，观察，分析能力，培养学生的合作意识。
【教学重点】理解动量定理的确切含义和表达式。
【教学难点】动量和冲量方向问题的理解
【学法指导】自主阅读、合作探究、相互评价
【教学活动设计】
一、导入新课
首先展示羽毛球、铅球、子弹投射的图片，通过比较分析，得出力的作用效果与质量和速度有关的结论，
师：复习引入新课——上节课我们通过实验探究了碰撞中的不变量，你认为这个“不变量”是什么？
学生：质量和速度的乘积mv。
教师：说明质量和速度的乘积具有特殊意义，物理学中把质量和速度的乘积称为动量，请同学们带着以下思考题阅读教材
二、进行新课
1、（多媒体显示）思考题：
①动量的定义是什么？
②动量的国际单位制中的单位是什么？
③动量是状态量还是过程量？
④动量是矢量还是标量？
⑤阅读了人类探究动量方向的历史后有何感想？
教师：适时引导学生，以师生问答的方式完成上述“思考题”中的①②③④，并通过多媒体显示正确答案。
教师：通过设置问题完成“思考题”⑤——人类对动量的是矢量的认识，经历了一个漫长的历史过程，同学们阅读课文后有哪些感想？
学生甲回答
学生乙回答
教师：进行情感、态度、价值观教育——这两名同学谈得很好，老师认为课文对我们有两
点重要启示：第一，科学研究是在黑暗中摸索的过程，任何科学成就都是在前人努力的基础上取得的，无数的科学家为此付出艰辛的劳动。第二，要敢于质疑，不迷信权威，在今后的工作学习生活中勇于探索、大胆创新。
（多媒体显示例题及解析过程）
例题：一个质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图所示）。碰撞前后钢球的动量变化了多少？
让学生到黑板前讲解解题过程,老师进行评价并展示规范答案：
解：规定水平向右为正方向。
碰前动量P=mv=0.1×6kg ·m/s=0.6kg ·m/s
碰后动量P’=mv’=–0.1×6kg ·m/s=–0.6kg ·m/s
则动量变化为⊿p=P’–P =–0.6kg ·m/s–0.6kg ·m/s
= –1.2kg ·m/s
负号表示与正方向相反，动量变化量的方向水平向左
教师：你对动量变化的理解？
学生回答（多媒体显示）
1、即动量的变化量ΔP＝P2－P1，P1为初动量，P2为末动量
2、动量的变化量是矢量
①若初、末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算．
②若初、末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则．
3、动量的变化量是过程量．
4 、动量的变化与力的时间积累效果有关
教师：引起动量变化的原因？
（多媒体显示）牛顿第二定律推导动量的变化
这个物体在运动过程中的加速度a＝①
根据牛顿第二定律F＝ma②
由①②得F＝m
整理得：Ft＝m(v′－v)＝mv′－mv
即Ft＝mv′－mv＝Δp.
Ft＝mv′－mv，其中F为物体受到的合外力．
讲解： 在实际情况中，F即是物体所受的合外力，用以改变物体的运动状态。
思考讨论：公式F=ΔP/t物理意义是什么？
学生：上式表示，物体所受合外力等于物体动量的变化率。
教师：对学生的回答进行评价，指出“这就是牛顿第二定律的另一种形式”，同时多媒体显示相关内容。
教师：由F=ΔP/t变形得到ΔP=Ft后，引导学生分析、同时多媒体显示公式两边各量的物理意义，进而引入冲量的概念——左边是物体从t时刻到t′时刻动量的变化量，右边是物体所受合外力与这段时间的乘积。公式表明，物体动量的变化量，不仅与力的大小和方向有关，还与作用时间的长短有关。力越大、作用时间越长，物体动量的变化量就越大。Ft这个量反映了力对时间的积累效应，物理学中把力与作用时间的乘积叫做力的冲量，记为I。
（教师讲解冲量并多媒体展示）
2.冲量（I）
（1）定义：力与作用时间的乘积。
（2）表达式：I=Ft
（3）单位：N·s
（4）特点：
①冲量是矢量。对于恒力，冲量的方向就是力的方向。
②冲量是状态量。
（5）典例分析：如图所示，一个质量为m的物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，分别求重力，拉力，摩擦力，合力的冲量
学生解答，教师点评
教师：有了冲量的概念后，物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量。
教师：这就是这节课要学习的动量定理。
3．动量定理
（1）内容：物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量。
（2）表达式：Ft＝mv′－mv
（3）理解：
①因果关系：冲量是动量改变的原因。
②矢量性：是矢量式，ΔP与I方向相同。
③适用性：恒力或变力作用过程；即：动量定理比牛顿第二定律适用范围广，使用方便。
4、动量定理的实例，加深理解
下面请同学们再看一个演示实验。
演示实验一：细绳能否被钩码拉断。
实验器材：200g钩码两个，铁架台一套，细线两根。
②教师演示：把其中一细绳的一端固定在铁架台上，细绳的另一端系200g的钩码，另一细绳一端拴一橡皮条，另一端挂钩吗，使钩码在最低点静止不动。
两个学生到讲台演示：用手将钩码拿起，使其从相同的高度自由下落。
实验现象：系橡皮条细绳未被钩码拉断，没系橡皮条的细线被拉断。
学生讨论出现这种现象的原因并进行解答
教师评价总结：人们在生活中应用动量定理的思想方法——在△P一定的情况下，往往通过减小△t 以获得到较大的力F，通过增大△t以获得到较小的力F；在△t一定的情况下，往往通过增大△P以获得到较大的力F，通过减小△P以获得到较小的F。
多媒体展示：当△P一定时，△t越大F越小，△t越小F越大；
当F一定时，生活中的物理现象△t越大△P越大，△t越小△P越小。
当△t一定时，△P越大F越大，△P越小F越小。
教师：演示实验二，水杯下压一张纸条，要想把纸条从底下抽出又要保证水杯不动，应该缓缓、小心地将纸条抽出，还是快速地将纸条抽出？说明理由。
（请学生上台演示）指导学生运用动量定理解释现象及原因。
教师：动量定理在日常生活中有哪些应用？
学生甲：
学生乙：
教师：同学们回答的很好！动量定理在日常生活中的应用是很广泛的，除了同学们列举的那些应用外，还有以下常见的应用。
（多媒体显示图片，教师进行解释）
水果的包装袋、电子产品包装用的泡沫塑料、瓷器包装用绸缎、头盔；等等。
5、巩固提高（及时突破，小试牛刀）
习题：一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5 m，据测算两车相撞前的速度约为30 m/s.则：(1)试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力是多大？(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，求这时人体受到的平均冲力为多大？
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