2020-2021学年高中物理 第一章 动量守恒研究 第1节 动量定理教案2 鲁科版选修3-5

用动量概念表示牛顿第二定律
[教学目标]
1、知识与技能:
（1）从动量的角度理解力与运动的关系，即用动量概念表示牛顿第二定律。

（2）冲量概念、动量定理规律式的理解。

2、过程与方法：
（1）利用趣味实验引入课堂，创设情境，引导学生从牛顿第二定律到动量定理的推导，并完成例题及变式的求解。

（2）例题采用学生体验或视频呈现情景的方式给出，在这个过程中将新知识逐渐渗透给学生。

3、情感、态度与价值观：
（1）通过探究式的学习体验，活跃学生思维，培养学生实事求是的科学态度，引导学生用科学思想和方法对原始问题进行建模、分析并解决。

（2）通过学生展示和教师示范例题的求解，培养学生规范答题的习惯、分析和解决实际问题的能力，以及科学思维能力、科学的语言文字表达能力。

（3）深化学生对动量观点的认识，真正意义上完成高中阶段解决动力学问题的三大物理观点的完整建立。

【教学重难点】
教学重点：冲量的定义、定义式，动量定理的表达式、矢量性、物理意义及适用范围的学习；牛顿第二定律和动量定理在具体问题中如何选用更优方法是本节课的教学重点。

教学难点：力学观点根深蒂固，学生难以优先考虑动量观点。

因此用动量观点解决动力学问题思路的建立是难点。

[教学方法及手段]
以引导探究法为主，创设情境营造体验式课堂。

本节课的设计要把课堂充分还给学生，促进学生自主学习，通过课前实验创设情境，调节课堂气氛。

以原始问题的呈现——情景创设——学生讨论与展示为主线进行新课教学，增强了物理与生活的联系，体现了“理论与实际相结合，从物理走向社会的理念”。

为了把课堂还给学生，加强这节课的探究性、参与程度，我还增加了几个课堂体验实验，让学生在亲身体验中学习，加深对本节内容的理解。

为了突破难点，通过一题多问、一题多解的题目设置，使学生认识到动量定理与牛顿第二定律的区别和联系，以及定理在不同情况下的运用方法，从而达到明晰定理内涵、完成知识迁移之目的。

由此，正如有论者所言：通过变式教学由易到难、由近及远、由抽象到生态化的系统平台，学生思维方法的训练可以有序展开和逐步提升，并能成为突破物理思维障碍的“利器”。

【教学过程】
课
力的大小与物体的动量变化的快慢有关）。

那么到底是不是这样呢？我们可以通过一个简单的推导来加以验证。

如何推导呢？老师给大家一点小提示。

进行新课 物理建模过程： 我们假设物块在恒定外力的作用下做匀加速直线运动，设物块在t 时刻初速度为v ，在t ′时刻的末速度为v ′。

将牛顿第二定律中的加速度稍作展开，看看你能发现什么？
如图所示，由牛顿第二定律得，合外力
讨论：物体动量的变化率等
于它受到的力。

分析、计算、并用希沃授课助手即时展示学生结果并加以点评。

决问题。

培养学生运用
数学工
具处理问题的
能力和对知识
点的整
合能
力
v ′ v F t t p
p t t mv v m t t v v m - ' - ' = - ' - ' = - ' - ' =
由于p p p -'=∆，t t t -'=∆ 所以 F=．．．．．．．．．．．（1）
[启发]由此可见，力与动量变化是什么关系？ [介绍]这就是牛顿第二定律的另
一种表达方式——物体动量的变化率等于它受到的合外力。

不知道大家注意到没有，我们得出合外力F 等于动量变化率，变化率大家都很熟悉了，以前我们还学到过速度变化率是平均加速度，位移变化率是平均速度，因此动量变化率的物理意义是什么呢？ 平均作用力。

2、冲量、动量定理 [引申]上式也可写成)(',t t F mv mv -=-．．．（2） 反映了怎样的物理意义？ 表达式左边是物体从t 时刻
类比分析得出动量变化率更准确的物理意义——平均作用力。

)('
t t F -反映了力对一段时间的积累效应。

从动量
角度理
解力与运动的关系。

让
学生了解物理学的史实
培养学
生科学思维能
力、科学的语言文字表
达能力。

体验概念的形
理解应用到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。

也就是说，物体动量的变化
量，不仅与力的大小和方向有关，
还与时间的长短有关。

)
(t
t
F-'这个量反映了力对时
间的积累效应。

物理学中把力F
与作用时间t的乘积定义为力的
冲量，记为，即)
(t
t
F
I-'
=，单位：
N S，读作“牛顿秒”。

如果以力F为纵坐标，时间t
为横坐标，那么就可以用他们所围
成的面积来表示力对时间的累积
效应，即力的冲量。

如果物体在运动过程中受到
的是变力呢？同样用直线与坐标
轴所围成的面积表示力的冲量，这
探究：如果物
体所受的力不
是恒力，对动
量定理的表达
式应该怎样理
解呢？（F-t
图像帮助理
解）
展示结果：
P
P
I-
='
或P
I∆
=
讨论交流：
1、合外力冲
量是物体动量
变化的原因。

2、物体动量
成过程。

F
t0t
家去发现。

我们一起来体验一下下面这道题。

2、定量计算 例题4： 质量ｍ＝10kg 的物体，放在光滑水平面上，现施Ｆ＝100Ｎ的水平推力，求该物体在２秒时的速度？ (解法一，用牛顿定律和运动学公式求解；解法二，用动量定理求解) 面对问题，大家总习惯于牛顿第二定律，其实动量定理也有他的优势。

我们先来观察一下他们的构造和特点。

状态式 mv mv t t F -=-'' )( 过程式 结论： 牛顿第二定律具有瞬时性，物体在各个时刻受到合外力作用在瞬时立即产生相应的加速度； ΔP 的原因要做受力分析。

（3）注意公式的矢量性可以设定正方向。

学生模仿老师的答题过程进
行解题。

展示后进行纠错和总结。

得对动量定理更深的
理解。

用科学的观点解释生活现象。

让学生感受动量定理
“两态
变式二：在变式一中，如果在２秒
时撤去外力Ｆ，物体还能运动多久（设摩擦力不变）？
(解法一，分过程用动量定理；解法二，全过程用动量定理。

)
学生展示与交流
四、课后总结:
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。

求解时间时比较方便。

力的瞬时效果:牛顿第二定律
力对空间的积累:动能定理
+=
力对时间的积累: 动量定理
五、课后作业
1、书《问题与练习》
2、阅读“科学漫步”，收集有关“汽车碰撞试验”的资料。

科学漫步开拓
学生思维。

充分展
现了动
量定理
与牛顿
定律的
区别和
联系，在
不同情
形下的
定理应
用，可达
到训练
学生知
识迁移
能力的
效果。

整合分
散的知
【教学反思】
1、动量定理与学生之前接触到的物理知识最大的不同是时间参量的介入，从时间参量的影响效果出发更容易给学生造成认知上的冲突。

而且，教材中提到动量定理不仅适用于恒力情形，也适用于变力情形，但是对于为什么适用于变力情形并没有给出具体说明，不能有理有据地给学生呈现定理的来龙去脉，致使学生对定理的应用范围没有清晰透彻的理解。

2、教学中采用引导和活动相结合的形式，使学生尽量多地参与到课堂教学中来，通过自主探究合作讨论的学习方式。

3、在富有开放性的问题情境中，学生思路开阔了，思维火花闪现了，这时教师如果没有给学生提供尝试的机会，学生又成为接受知识的容器，这样会严重阻碍学生探究能力的发展，因此，教学中要变先讲后练为先尝试后点拨，把学习的主动权交给学生。

4、教师在提问时要有导向性，应充分发挥学生的主体作用，自己的主导作用，要善于引导学生多读多思考，从而理解问题。

5、在课堂设计的过程中，教师要尽可能预见可能出现的问题，课堂上遇到无法解决的问题，课后要查阅资料，请教别人，明确认识后再告诉学生，教师也要保持学习的习惯。