动量和动量定理教学设计

《动量和动量定理》

——基于“521”教学模式下的教学设计

内容及其解析

内容：动量（P）概念的建立、动量的变化（ΔP）、动量变化（ΔP）的原因探寻、冲量（I）概念的建立、动量定理（动量变化原因的总结）及其应用。

该节内容是在第一节实验结论碰撞前后系统mv矢量和不变的基础上，对物理量mv的探讨引起，将具有特别意义的mv定义为动量（moumentum）,并介绍了科学前辈是如何在追寻守恒量的努力中逐步建立动量概念的。在第一碰撞的实验中，虽然两物体动量的矢量和不变，但对单个物体而言，它的动量发生的变化，为什么单个物体的动量会发生变化呢，进而进入从动力学角度探寻动量变化的原因，最后将其原因归结为力对时间具有一定的积累效应，即冲量（impulse）。将动量变化与合力冲量的等量关系概括为动量定理（theory of moumentum），最后通过例题体会用动量定理进行定量计算的优越性，并应用动量定理解释生活中常见的现象，如玻璃杯落在水泥地上易破碎，落在地摊上不易破碎；易碎物品运输时要用柔软材料包装；船舷和码头常常悬挂旧轮胎等。

解析：本章在第一节的基础上引入了动量这个新概念并结合动力学知识（牛顿第二定律）推导出动量定理（动量变化的原因）。动量定理侧重于力在时间上的累积效果。为解决力学问题开辟了新的途径，尤其是打击和碰撞的问题上动量定理较牛顿第二定律具有一定的优越性。这一章可视为牛顿力学的进一步展开，是力学的重点章节。

《动量和动量定理》为本章第二节，是第一节《实验：探究碰撞中的不变量》的继续，同时又为第三节《动量守恒定律》（第一节实验结论的理论印证）奠定了基础。所以《动量和动量定理》有承前启后的作用。同时《动量和动量定理》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。

第一课时

一目标及其解析

1 知识与技能

（1）体会动量、动量变化和冲量概念的建立过程，并理解动量、动量变化和冲量的矢量性。

（2）会计算某状态下的动量、某过程的动量变化、某个力的冲量以及合力的冲量。

（3）理解并能从动力学出发探寻和推到出动量变化的原因，并得出动量定理的表达式；进而理解动量定理的含义。

（4）会用动量定理进行简单的定量计算和定性分析。

2 过程与方法

（1）通过动量和冲量概念的引入和科学前辈对此概念的建立，体会物理学概念的建立过程和建立方法。

（2）利用动力学知识推到动量定理的过程，培养学生善于提出问题，并利用已有知识解决问题和合作交流的能力、以及总结概括的能力。

（3）通过对动量定理含义的理解和应用，培养学生搜集信息、处理信息和分

析问题、解决问题的能力。

3 情感态度与价值观

有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。

解析：在课程标准的要求下，针对本节第一课时的学习内容而确定的具有行为指向的三维教学目标。

重点：（1）理解动量、动量变化、冲量等概念。

（2）动量定理表达式的推导。

（3）用动量定理解释有关现象，并解决打击碰撞等实际问题。

难点：动量定理矢量性和应用。

二 教学问题诊断分析

学生已具有动力学基础，逻辑水平在不断提高，所以有能力在教师的引导下自行推导动量定理表达式。但在理解问题时思维严谨性还有所欠缺，加之第一次涉猎矢量表达式，所以需要在教师指导下理解动量定理表达式的矢量性。本节课只能使学生达到能够理解的水平，并进行简单的应用，所以对动量定理定量计算的内容讲解不必过深。

三 教学支持条件与分析

学案、多媒体

分析：（1）学案是学生先学后教教学理念的实施的媒介。（2）多媒体的应用提高课堂效率。如在学习科学前辈建立动量概念的过程，使用多媒体展示人物及其内容，提高课堂时间利用率，并给学生以视觉冲击，缓解疲劳，提高学生学习效率。

四 教学过程设计

（一）教学基本流程

（二）问题与例题

问题1：（1）请同学们言简意赅的表述上一节探究实验的结论

设计意图：引入动量和动量变化的概念。

师生活动：学生回答，教师PPT 展示实验结论的两个表达式

（2）请你根据你所查阅的资料，说一说科学前辈在追寻碰撞中不变量的努力中是建立动量概念的过程

复习第一节实验结论引入动量概念 科学前辈动量概念建立过程 动量变化 及其计算 探寻动量变化原因 动量定理内容及表达式理解 动量定理的应用

小结与作业

设计意图：培养学生搜集信息、处理信息以及概括与表述信息的能力

师生活动：PPT 播放问题，学生小组讨论总结概括并回答问题

例题1 质量为m 的物体以速度v 做半径为R 的匀速圆周运动，如图所示， 求：

（1）A 点与P 点动量是否相同

（2）A 点开始经历四分之一周期到达B 点的过程中物体动量的变化

（3）A 点开始经历二分之一周期到达C 点的过程中物体动量的变化

（4）A 点开始经历一周期回到点的过程中物体动量的变化

设计意图：通过匀速圆周运动例子，理解动量的矢量性，并会计算共线和有

夹角情况下动量的变化。

师生活动：学生先做，教师解答并引导学生总结概括求动量变化的方法和注意事项。

问题2：有了动量这一物理概念，现在我们可以把第一节的实验结论表述为碰撞前后两物体动量的矢量和不变。但该结论并未谈及单个物体的动量，我们通过实验也知道，其中一个物体而言，它的动量发生了变化。

请你思考，对单个小球而言，它的动量为什么会发生变化呢

设计意图：激发学生的好奇心和求知欲，引出探寻动量变化的原因，从而引导学生利用牛顿运动定律从理论上探寻动量变化的原因，并用语言表述探寻结果。培养学生发现问题解决问题的能力和概括总结、语言表述的能力。

师生活动：将问题简化利用PPT 播放问题，学生思考并在教师的引导下利用牛顿第二定律探寻动量变化的原因，总结探寻结果。学生利用实物展台展示探究结果。

例题2 质量为m 的物体静止在粗糙的水平地面上，它与地面间的动摩擦因数为μ。某时刻受到到一个与水平反向成θ角的外力F 的作用下，运功了一段距离的过程中，求（1）重力的冲量 （2）支持力的冲量（3）摩擦力的冲量 （4）F 的冲量（5）合力的冲量

设计意图：理解冲量的矢量性，会算某个力的冲量及合力的冲量

师生活动：学生先做，教师给出答案，并引导学生总结计算某个力的冲量与合力冲量的方法和注意的 事项。

例题3 如图所示，一个质量为的垒球，以25m/s 的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s ，设球棒与垒球的作用时间为，球棒对垒球的平均作用力多大

设计意图：应用动量定理求解打击类问题，并初步体会应用动量定理在此类A

B

C