1、一、冲量和动量 从容说课 本节课是这一章的基础，重点讲述动量和冲量两个概念在学生搞清楚概念后，让学生掌握这两个物理量在一维情况下的算法本节教材的特点是：1.冲量和动量是两个不容易理解的概念，对它们的理解，要通过整章的教学过程逐步深 入所以在本节教学中只能使学生对这两个概念有一初步的了解，对其引入过程、定义、矢量 性、计算式、单位等作简单了解不能操之过急，要求过高 2.由于冲量和动量的矢量性，导致对它们的运算必须运用平行四边形定则尽管在高中阶 段不涉及不共线的情况。但还是应该给学生交代清楚，在学生了解了其矢量性后再着重训练一维情况下动量的计算方法 结合本节教材的特点我认为本节的目标应定位如下：1
2、.让学生明白什么是动量什么是冲量并且让学生知道其矢量性、计算式及单位。 2.在学生了解了概念的基础上，通过教学使学生初步掌握一维情况下动量变化量的计算方法。 针对上述目标本节课的重点应放在对概念的理解和对动量变化量的一维计算上,而本节课的难点则是概念理解和动量变化量的计算方法 综合本节教材的特点,为了突出重点，突破难点，在教学过程中采用实例分析、逻辑推理、互动探究等教学方法，使学生真正理解并掌握这两个概念。 本节课的教学过程如下： 明确学习目标一导入新课一观看有关碰撞的录像一引入本节任务一师生互动讨论如何描述物体的运动状态引入动量巩固练习引入动量变化量一师生互动讨论动量变化的原因一引入冲量一巩
3、固练习一本节小结。教学目标 一、知识目标 1.理解动量的概念，知道动量的定义，知道动量是矢量。 2.理解冲量的概念，知道冲量的定义，知道冲量是矢量。 3.知道动量的变化也是矢量，会正确计算一维的动量变化。 二、能力目标 1.会计算力的冲量和物体的动量 2.会计算一维情况下动量的变化 三、德育目标 培养学生的创新思维能力，建立正确的认识论和方法论教学重点 1.冲量和动量的概念 2.冲量和动量的正确计算教学难点 1.对冲量和动量概念的理解 2.动量变化的计算教学方法 1.通过实例分析、推导、归纳、讲解等综合教学法得到冲量和动量的概念 2.通过实例的分析，使学生学会求解动量、冲量和动量的变化 3.分
4、层教学法教学用具 投影仪、投影片、CAI课件、录像剪辑课时安排 l课时教学过程 投影本节的学习目标和学法指导 (一)学习目标 1.知道力的冲量。冲量的单位、方向； 2.理解动量的概念，动量的单位、方向； 3.知道冲量和动量的单位之间的关系，能区别冲量和动量的方向； 4.会判断动量是否变化； 5.知道动量的运算服从矢量运算法则会计算一维的动量变化 (二)学法指导 1.结合实例。应用所学知识分析、理解动量及冲量两个概念。 2.应用数学中所学的向量有关知识，理解动量变化量的计算方法。 学习目标完成过程 一、导入新课 播放录像 1.台球比赛 2.交通事故(两车相撞) 教师引导 在台球桌面上两球相撞以后
5、，两球的运动状态都发生了变化，我们怎样来描述它们的变化规律呢?它们的变化又与哪些因素有关呢? 在公路上两高速行驶的汽车相撞后，结果往往是惨不忍睹如果路上的行人相撞会有那么严重的后果吗? 为了能够更好地总结物体相撞时的物理规律，科学家们引进了一个新的物理量动量 二、新课教学 (一)动量基础知识 投影出示 请同学们阅读课文，回答下列问题： 1.物体运动状态和哪些因素有关? 2.为了更好地反映物体的运动状态，用什么物理量更准确? 3.什么是动量? 学生活动 阅读课文，并从课文中找出答案 1.物体的运动状态和物体运动的快慢和方向有关，同时和物体的质量还有关，不同的物体以相同的速度运动时。其运动状态实际
6、上是不同的 2.在运动学当中。由于我们通常研究的是同一物体，故常用“速度”这一物理量来反映物体的运动状态既然物体的运动状态除和速度有关外，还和物体的质量有关，故应用速度和质量来共同反映物体的运动状态 3.速度和质量的乘积叫动量，常用“P来表示，即p=mv.它能更准确、更全面地反映物体的运动状态 深入探究 投影片出示 请同学们在前面阅读的基础上，结合自己以前学过的知识分析、讨论后,回答下列问题： 1.为什么动量能更好地反映物体的运动状态?试举例说明 2.动量的单位是什么?试用其计算式推导后得出 3.动量是矢量还是标量?为什么? 4.动量这一物理量是一状态量还是过程量，为什么? 学生活动 分组讨论
7、，并得出结论 1.从运动学的学习中知道，物体运动状态主要体现在速度上当时我们的研究对象通常指的是同一物体而对于不同的物体由于其质量不同，所以它维持原来运动状态的能力也就不同(牛顿第一定律)所以，要真正描述清楚物体的运动状态，就必须用质量和速度来共同描述即动量能更好地反映物体的运动状态例如：以相同速度飞来的铅球和得篮球,人们敢接得篮球，而不敢接铅球，说明铅球和篮球原来的运动状态并不一样。2.由于质量的国际单位是“千克”，速度的国际单位是“米每秒”，由动量的计算式可知：Pmv千克米/秒 动量的单位是“千克米每秒”。常用符号“kgms”来表示。 3.动量是一个矢量。因为它是用来描述物体运动状态的物理
8、量，当物体沿不同方向运时，其运动状态是不相同的，即动量是一个与方向有关的量。从动量的计算式中可知，质量是标量，故动量的方向就由物体的速度方向来确定。 4.动量是一个状态量由于物体运动时的速度可以是每时每刻变化的(变速运动)，所以其运动状态也只能是和某一时刻相对应即反映物体某一时刻下所处的状态，故动量是一个状态量 教师总结 通过同学们的阅读、分析、讨论、总结，我们现在对动量已经有了一个初步的认识。下面我们针对这一概念进行简单练习。 基础知识应用 1.下列情况中。物体动量不变的是() A在平直路面上匀速前进的汽车 B汽车在转弯过程中速度大小不变 C水平飞出的球撞到竖直墙面后又沿原路返回 D匀速直线
9、运动的洒水车正在洒水 2.以300 ms飞行的、质量为100 g的子弹其动量是多少? 参考答案1.A 2.pmv=100 10-3kgX 300 ms30 kgms (二)动量变化量 基础知识 投影片出示 请同学们讨论后，回答下列问题： 1.在运动学中，什么是物体运动状态的改变? 2.当用动量来反映物体运动状态时，物体运动状态的改变又包括哪些内容? 学生讨论后，得出结论: 1.在运动学中，对同一研究对象而言，其运动状态的变化包括： 速度的大小发生变化 速度的方向发生变化. 速度的大小和方向同时发生变化 当有上述情形之一时，都是物体的运动状态发生了变化 2.用动量来反映物体运动状态时由于它是一个
10、与质量有关的物理量，所以，它除了包括上述情况外。还应包括： 物体的质量发生变化 物体的质量与速度同时发生变化 综上所述，物体动量的变化应包括五种情况 深入探究 请同学们在前面讨论的基础上。分析、讨论后回答下列问题： 投影片出示 l.动量的变化量是矢量。还是标量? 2.如何计算动量的变化量? 3.若在一维情况下又该如何处理? 学生讨论后得出结论： 1.动量的变化量是矢量。从前面的学习中我们知道。由于速度本身是一矢量。导致速度的变化量也是一矢量，以此推断,动量的变化量也应是一矢量，而不应是标量。2.对动量变化量的计算应遵循平行四边形定则平行四边形定则是矢量运算所遵循的法则,既然动量是一矢量。所以它
11、的运算也应遵循平行四边形定则。 3.在一维情况下(共线)，可以把动量的运算简化成代数运算从力的运算、速度的运算中我们知道当规定一正方向后可以把矢量运算简化成代数运算 教师总结 经过同学们积极探索我们对动量变化量已有了一定的认识，通常我们用“c”来表示动 量的变化量；用“五”表示物体初始状态的动量；用“五”表示物体末了状态的动量故对动量变 化量的运算常写作： “”=“”-“” 下面我们针对这一问题进行练习 基础知识应用 投影例题： 一质量为O.2 kg的钢球，以2州s的速度水平向左运动碰到一块坚硬的大理石后被弹回， 沿着同一直线以2 ms的速度水平向右运动碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少
12、? 学生活动设计 仔细审题明确已知及所求 结合所学知识独立写出详解 教师活动 参与指导学生解答指出不足和优点 师生互动归纳 激励评价同学的优点、创见 投影解题过程 解：取水平向右的方向为正方向，则 碰撞前：v=2 ms， p = mv = 0.4 kgms 碰撞后：v一2 ms， pmv0.4 kgms 所以动量发生了变化 又p=- 所以p=p一p=一0.8 kgms 答：动量发生了变化。变化大小为O8 kgms变化方向水平向左 拔高思考 若取向左为正，结果如何? p是矢量还是标量? 学生活动设计 分层：较差的同学讨论归纳 较强的同学独自思考 师生互动 若取向左为正方向 p=O.8 kgms
13、强调a“+”“一”表方向 b必先选定正方向 p是矢量。方向同 拔高训练 讨论作答课本“思考与讨论”. 投影参考解答解：碰撞前后钢球不在同一直线上运动据平行四边形定则,如右图。故： 0.57 方向：竖直向上 (三)冲量 基础知识 请同学们在阅读课文的基础上，回答下列问题； 1.物体的动量发生变化的原因是什么? 2.什么是冲量? 3.冲量是矢量，还是标量? 4.试用其计算式推导其单位 5.冲量是过程量，还是状态量?学生阅读课文后，找出相应答案： 1.物体动量发生变化的原因是受到了力的作用当物体受不同力时。若时间相同，其动量变化不同当受相同力时，若时间不同其动量的变化也不相同2.作用在物体上的力和作
14、用时间的乘积叫冲量 3.冲量是矢量。其方向由力的方向决定 4.由冲量的计算式I=Ft 得：I=牛秒(Ns) 故冲量的单位是：牛秒(Ns) 5.冲量是一过程量由于冲量是力在一段时间内的积累效应，所以它要和一段时间相对应，故为过程量深入探究 请同学们讨论后，回答下列问题： 1.冲量应与动量对应，还是与动量的变化量对应?课本上“Ft=mv，”是否错误? 2.动量的单位是“kgms”，而冲量的单位是“Ns”，这两个单位看起来并不一样为什么又能相等? 学生讨论后回答： 1.冲量应与动量的变化相对应因为冲量是一过程量,而动量是一状态量，动量的变化量却是一过程量.课本上给出的“Ftmv”并不错因为课本中物体
15、的初动量：。故其动量的变化量： . 2.动量和冲量的单位从表面上看不相同其实是一样的由牛顿第二定律知： F=ma=kg.m/s2=1N 故：Nskgms2skgms2 教师总结 同学们在讨论过程中表现非常好。通过积极的讨论，我们对冲量有了一定的认识下面我们针对冲量进行练习 基础知识应用 放在水平面上的质量为优的物体用一个水平力F推它。作用时间为，物体始终不动,那么t时间内，推力及合力对物体的冲量各为多大? 质量为m的物体放在水平面上。在与水平方向成口角的拉力F作用下由静止开始运动，经时间f速度达到v这段时间内拉力F和重力的冲量为多大?它们的方向如何? 学生活动设计 单独思考作答 师生互动设计
16、发现问题、找到优点、激励评价 结论：aIl=Ft I2=0(F合0) bI1Ft，方向同F I2mgt方向竖直向下 引申学习 讨论下列思考题： 冲量对哪个物理量而言? 冲量与物体是否运动有无关系? 学生讨论后主动作答，教师补充 冲量是对力而言，所以应指出是哪个力的冲量 某个力的冲量和物体是否运动、速度的大小和方向无关 强化训练 对于力的冲量。下列说法正确的是( ) A力越大，力的冲量就越大 B作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大 C力与位移垂直时，力的冲量为零 D物体在水平推力F作用下，经一段时间t后，仍处于静止状态，则此推力的冲量为零 参考答案B 三、小结 学生活动设计 A层次：独立归纳本
17、节知识点，尝试不同的形式，力争提出自己的疑问、观点 B层次：对照课前的学习目标，采取自问自答的方式归纳 C层次：结合小结提纲小结该节知识点，把自己不懂的地方标出来，下去解决 小结提纲投影 1.本节主要涉及几个基本的物理量?分别有哪些值得注意的地方? 2.动量和冲量的运算如何进行?一维问题呢? 3.动量的变化表达式是什么?它是标量还是矢量? 4.该节所涉及到的以前的知识点有哪些? 四、作业 1.课本练习一 2.预习下一节 3.思考题： 将质量为m=1 kg的小球从距地面高h=5 m处，以v0=l0 ms的水平速度抛出，不计空气阻力，取g=10 ms2求： a整个过程中小球动量的增量p; b小球落
18、地时的动量p；c飞行过程中小球所受的合外力的冲量I 质量为m=3 kg的质点，以速率v=2 ms做匀速圆周运动在其转动个周期的过程 中动量变化的大小为 方向与原来速度方向的关系为 五、板书设计 六、本节优化训练设计 1.距地面15 m高处，以l0 ms的初速度竖直向下抛出小球A，竖直向下抛出小球B.若A、B质量相等运动中空气阻力不计。经过1 s，重力对A、B两球的冲量比等于 ，从抛出到到达地面。重力对A、B两球的冲量比为 2.重为i00 N的物体，在与水平方向成60。的拉力F作用下以2 ms的速度匀速运动，已知F=10 N在10 s内，拉力F的冲量大小为 ；摩擦力的冲量大小为 ；合力的冲量大小
19、为 3.将质量为m的物体以速度口与水平方向成30。角的方向斜向右上方抛出从抛出到升至最高点的过程中，物体所受冲量的大小是 ，方向是 到达最高点时，动量的大小是 ，方向是 4质量为2 kg的物体做直线运动其速度图像如图所示则物体在20 s末的动量为物体在头5 s内的动量变化为物体在后15 s内动量变化为 5.下列关于动量的说法，正确的是( ) A质量大的物体，动量一定大 B质量和速率都相同的物体，动量一定相同 C一个物体的速率改变。它的动量一定改变 D一个物体的运动状态变化。它的动量一定改变 6.两个质量相等的物体从同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,到达斜面底端的过程中( )A 两
20、物体所受重力冲量相同 B 两物体所受合外力冲量不同C 两物体到达斜面底端时动量相同 D 两物体到达斜面底端时动量不同 7.合力F在t时间内对物体的冲量I=5 N s对于它的含义。下列说法中正确的是( )A F的方向与冲量的方向相反 B F的方向与冲量的方向相同C 物体的动量一定减小 D F的方向与选取的冲量的正方向相反 8.质量m=10 kg的物体静止在斜面上，斜面倾角为37,在10 s内下列说法正确的是( )A 重力的冲量为50 Ns B 支持力的冲量为零C 摩擦力的冲量无法计算 D 合外力的冲量为零 9.有一质量为O.1 kg的小钢球从5 m高处自由下落与水平钢板碰撞后反弹跳起,若规定竖直
21、向下的方向为正方向，碰撞过程中动量的变化为-1.8 kgms。求钢球反弹跳起的最大高度(g取lO ms2，不计空气阻力) 10.质量为2 kg的质点从原点开始沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，该质点在任意位置的动量随位移的变化规律为： ，则该质点每秒所受的冲量大小为多少? 参考答案 1.1:l 3:1 2.100 Ns 50 Ns O 3.mvsin30竖直向下mvcos30水平向右 4.10 kgms 20 kgms30 kgms 5.CD 6.BD 7.BD 8.D 9.解：碰前速度为，方向：竖直向下，此时动量 p=mv=O.110 kgms=1 kgms 碰后动量为p，速度为v，因为p=p一p，故mv一mv=p，即v= (p+mv)=-8 ms负号表示方向竖直向上 小球反弹跳起的最大高度h= =3.2 m 10.解：由题意知v=O故mv=8，即v= 又质点做匀加速运动，v2=2ax 联立两式得：ma= 由牛顿第二定律：F=ma=16 N 该质点每秒所受冲量：I=Ft=161 Ns=16 Ns