人教版高中物理选修3-5 16.2动量和动量定理教案

《动量和动量定理》教学设计

一、教学内容

《普通高中课程标准实验教科书<物理>（人教版选修3-5）》第16章第2节——“动量和动量定理”。

二、教材分析

（一）教材地位

《普通高中课程标准实验教科书<物理>（人教版选修3-5）》第16章第2节（动量和动量定理）中的动量定理，是物理学的核心内容之一。动量定理尽管是根据牛顿第二定律推导出来的，但动量定理的适用范围比牛顿第二定律要广。更重要的是，动量定理将过程量（冲量）与两个简单的状态量（动量）的差（动量的变化）有机地联系在一起，应用起来比牛顿第二定律更方便。因此，本节课既是本章的核心内容，也是高中物理的重点内容。

（二）新课标要求

1、知识与技能：

（1）理解动量和冲量的概念。

（2）理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理的适用性、矢量性。

（3）会用动量定理解释有关物理现象，会用动量定理解决实际问题（限一维情况）。

2、过程与方法：

（1）通过动量定理的推导过程，培养学生的理论探究能力。

（2）通过阅读课文、科学猜想、讨论交流、理论探究和实验探究，使学生体会自主学习、合作学习的方法。

（3）通过对人类认识动量是矢量的历史过程的学习，使学生体会物理学的研究方法。

3、情感、态度与价值观：

（1）通过对人类认识动量是矢量的历史过程的学习，激励学生刻苦学习，勇于探索。

（2）通过实验演示、科学猜想、理论探究和实验探究，激发学生的学习的兴趣和创新欲望。

（3）运用所学知识解释常见现象，解决问题，使学生体味成功的喜悦。

（三）教学重点和难点

1、重点：

（1）动量定理的物理意义。

（2）应用动量定理解释有关物理现象和解决实际问题。

2、难点：运用动量定理解题（一维问题）的方法。

（四）教法和学法：

1、教法：采取综合教学法，如问题激励法、实验演示法、讲授法、练习法、启发式等。

2、学法：自主学习、合作学习、理论探究和实验探究等。

（五）实验器材：

生鸡蛋四个，木板一块，厚枕头一个，砖两块，泡沫塑料两块，铁锤一把；实物投影仪一台，多媒体辅助教学设备一套。

三．学情分析

学生经过必修一和必修二的学习，已初步掌握了物理的基础知识和基本原理，也具备了一定的分析问题和解决物理问题的能力，特别是经过第16章第1节（实验：探究碰撞中的不变量）的学习，为本节课的学习做好了铺垫和准备，因此，大多数学生能够独立进行推理、分析和判断。但由于动量定理具有矢量性，所以对学生的学习、理解和应用会带来一定的障碍。

四．教学思路

依据教材的地位和基本学情，按照“从生活走向物理，从物理学走向社会”和“突出物理知识与学生生活的联系，突出物理知识在技术、社会领域的应用，突出物理知识形成和应用过程中的科学方法”的要求，本节课将有趣的实验引入，从学生实际生活的实例出发，通过学生自主学习、实验演示、科学猜想、理论探究、理论联系实际解决生活中的问题等环节，极大地调动学生的积极性和主动性，将学生的兴趣转化为学习的内驱力。

在教学过程中，将采取以问题为主线，营造宽松、自主的课堂氛围。对新概念除了让学生“知其然”，更让学生“知其所以然”。同时，给学生尽可能多的时间和空间，创造尽可能多的机会让学生思考、探究和交流，使学生学会自主学习、合作学习。

在教学过程中，将充分发挥演示实验、实物投影和多媒体等教学设备的功能，为学生提供趣味性和启发性的学习情境。

五．教学过程设计

（一）引入新课

演示实验一：“瓦碎蛋全”，引起学生的兴趣和求知欲望。

教师：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：两个相互碰撞的物体，一个物体质量和速度的乘积减小，另一个物体质量和速度的乘积一定增大，而且减小的量和增大的量相等，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1—6段。

（二）进行新课

（多媒体显示）思考题

动量的定义是什么？

动量的国际单位制中的单位是什么？

动量是状态量还是过程量？

动量是矢量还是标量？

阅读了人类探究动量方向的历史后有何感想？

动量的改变是矢量还是标量？

（学生阅读课文，教师板书）

16.2动量和动量定理

一、动量（P）

教师：适时引导学生，以师生问答的方式完成上述“思考题”中的问题，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”——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？

学生一：……

学生二：……

……

教师：进行情感、态度、价值观教育——这几名同学谈得很好，老师认为课文对我们有三点重要启示：第一，科学研究是在黑暗中摸索、曲折中行进的过程，必须付出艰辛的劳动。第二，任何科学成绩都是在前人努力的基础上取得的，因此大科学家牛顿曾说“我之所以比别人看的远，是因为我站在巨人的肩膀上”。第三，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。

教师：以“动量P是矢量，那么动量的改变是不是矢量”入手，完成“思考题”，并通过多媒体显示正确答案。显示正确答案后，介绍矢量的运算法

则（平行四边形法则）和在同一直线上的矢量的简化处理方法，并通过例题的解析，使学生得到巩固和提高，并为后续课程的学习打好基础。

（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？

解析：取水平向右为正方向，设碰撞前后钢球

的动量分别为P、P′，则：

p=mv=0.1×6kg·m/s=0.6kg·m/s

p′=mv′=0.1×(－6)kg·m/s=－0.6kg·m/s

碰撞前后钢球的动量变化为

△p = p′－p=－0.6kg·m/s－0.6kg·m/s=－1.2kg·m/s

负号表示的方向与正方向相反，即碰撞前后钢球动量改变的大小为1.2kg·m/s, 方向水平向左。

教师：下面我们来看一个与动量变化有关的实验。

演示实验二：“鸡蛋落地的不同效果”

实验器材：生鸡蛋两个，木板一块，枕头一个。

教师演示：

步骤一：把木板和枕头并排放在桌面上（上表面位于同一水平面上）。

步骤二：让两个鸡蛋从木板和枕头上方相同高度处同时自由下落。

实验现象：落在瓷砖上的鸡蛋被撞碎，而落在枕头上的鸡蛋完好无损。

教师：鸡蛋是从同一高度开始自由下落，但我们看到的现象却不同。请同学们猜想一下，产生这种现象的可能原因是什么？

学生：进行猜想并交流。

教师：将学生的各种猜想写在黑板的右上角后，引导学生分析：一个鸡蛋破碎而另一个鸡蛋完好说明，鸡蛋受到木板和枕头对它的力不同。鸡蛋与木板或枕头作用前后的动量变化相同，动量变化所用的时间不同，但作用力F却不同。看来，F、△P和△t之间会有一定的关联关系，请同学们应用牛顿第二定律F=ma以及匀变速直线运动的公式进行理论探究。

（多媒体显示理论探究题目）

假设一个质量为m物体在恒定的合外力作用下，做匀变速直线运动，在t时刻初速度为v，在t′时刻的末速度为v′，试推导合外力的表达式。