《物理（上冊）》452-1（任婷）教案 第三章 第四節(jié) 動量與沖量

課題第四節(jié)動量和沖量課時1課時（45min）總13課時教學目標知識技能目標：了解動量的概念了解動量定理能舉出動量定理在生活中的一些應用實例。（4）了解動量守恒定律（5）解釋簡單的碰撞、反沖問題。思政育人目標：（1）了解萬戶飛天的故事，培養(yǎng)勇于挑戰(zhàn)、不斷探索的科學精神（2）了解中國航天發(fā)展史，培養(yǎng)民族自豪感、自信心和愛國情懷，樹立為人民謀幸福、為民族謀復興的堅定信念教學重難點教學重點：動量的概念和動量定理教學難點：動量守恒定律的計算教學方法講練結(jié)合法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學設計→→→傳授新知（24min）→強化練習（10min）→課堂小結(jié)（3min）→作業(yè)布置（2min）教學過程主要教學內(nèi)容及步驟設計意圖課前任務【教師】布置課前任務，和學生負責人取得聯(lián)系，讓其提醒同學通過文旌課堂APP或其他學習軟件，完成課前任務請大家掃碼觀看“動量的含義”視頻，并預習本節(jié)課有關(guān)知識查閱中國航天事業(yè)的發(fā)展歷程，動量的含義【學生】完成課前任務通過課前的預熱，讓學生了解所學課程的大概內(nèi)容，激發(fā)學生的學習欲望考勤（2min）【教師】使用文旌課堂APP進行簽到，清點上課人數(shù)，記錄好考勤【學生】班干部報請假人員及原因培養(yǎng)學生的組織紀律性，掌握學生的出勤情況問題導入（4min）【教師】提出以下問題：足球場上一個足球迎頭飛過來，你的第一反應是什么？如果別人以很小的速度朝你扔一顆質(zhì)量為20g的子彈，你敢不敢用手去接？如果子彈是從槍里發(fā)出來的呢？【學生】思考、舉手回答通過問題導入的方法，引導學生主動思考，激發(fā)學生的學習興趣傳授新知（24min）【教師】通過學生的回答引入要講的知識知識點動量?【教師】舉例講解動量的概念物理學上把質(zhì)量和速度的乘積定義為動量。動量通常用符號來表示，其定義式為動量是矢量，其單位是千克·米每秒（kg·m/s）。動量的方向和速度的方向相同。?【學生】聆聽、理解、知識點沖量?【教師】舉例講解沖量的概念物理學上把力和力的作用時間的乘積定義為沖量。沖量通常用符號I來表示，其定義式為沖量是一個過程量，用于描述力對物體作用的時間累積效應的物理量，單位是牛頓·秒，符號為N·s。沖量是矢量，沖量的方向由力的方向決定。如果力的方向在作用時間內(nèi)不變，沖量的方向就和力的方向相同。如果力的方向在不斷變化，如繩子拉物體做圓周運動，則繩的拉力在時間t內(nèi)的沖量的方向就不能簡單說是力的方向，其方向可以通過動量變化的方向間接得出。?【學生】聆聽、理解知識點動量定理?【教師】從動量的變化量、動量公式的推導、動量在生活中的應用講解動量公式動量的變化量，就是在某過程中的末動量與初動量的矢量差。因為動量是矢量，所以求其變化量可以用平行四邊形定則。在一維情況下，可先規(guī)定一個正方向，這時求動量的變化就可以簡化為代數(shù)運算了。?【學生】聆聽、理解?【教師】講解例題【例3-4】如圖3-13所示，一個質(zhì)量為0.2kg的鋼球，以2m/s的速度斜射到堅硬的大理石板上，入射角度為。碰撞后鋼球被斜著彈出，彈出角度也是，彈出速度仍為2m/s。用作圖法求出鋼球的動量變化量的大小及方向。?【學生】聆聽、理解、討論、演算?【教師】推導動量定理公式假設一個質(zhì)量為m的物體在恒定的合外力F作用下做勻變速直線運動，在t時刻的速度為v，在時刻的速度為。圖3-15動量定理公式推導圖由牛頓第二定律可知。加速度，故，即物體動量的變化率等于物體所受合外力，此式還可表示為，即力在某一段時間內(nèi)的沖量等于物體在這段時間內(nèi)動量的增量，這一結(jié)論稱為動量定理。動量定理表明沖量是物體動量發(fā)生變化的原因，沖量是物體動量變化的量度。這里所說的沖量必須是物體所受合外力的沖量。動量定理的表達式是矢量式，在一維情況下，可先規(guī)定各個矢量的正負方向，便于將其轉(zhuǎn)化為代數(shù)和計算。動量定理不但適用于恒力，也適用于隨時間變化的變力。對于變力，動量定理中的F應理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值。實際生活中常遇到變力作用的情況，比如用鐵錘釘釘子、用球拍打乒乓球等，釘子和乒乓球所受的作用力都不是恒力。這時，變力的作用效果可以等效為某一個恒力的作用，該恒力就叫變力的平均值。?【學生】聆聽、理解、記憶?【教師】講解生活中動量公式的應用雞蛋從一定的高度落到地板上，肯定會打破。在地板上放一塊海綿墊，將雞蛋從同等高度釋放，讓它落到海綿墊上，雞蛋就不會打破。用動量定理可以解釋這一現(xiàn)象：雞蛋從高處下落，與地板和海綿墊接觸前的速度是相同的，即初動量相同；碰撞后速度均變?yōu)榱悖茨﹦恿烤鶠榱?，因此在相互作用過程中，雞蛋的動量變化量相同。而兩種情況下，力的相互作用時間不同，與地板碰撞時作用時間短，與海綿墊相碰時作用時間較長。由可知，雞蛋與地板相碰時受力大，會被打破；與海綿墊相碰時受力較小，因而不會被打破。根據(jù)動量定理的公式可知：在Δp一定時，往往通過減小Δt以獲得較大的力F，通過增大Δt以獲得較小的力F；在Δt一定時，往往通過增大Δp以獲得較大的力F，通過減小Δp以獲得較小的力F。?【學生】聆聽、理解【課堂互動】?【教師】提出任務：冰壺運動是一項傳統(tǒng)的體育運動，一場精彩的冰壺比賽，能給人帶來美的享受。那么，冰壺間的碰撞遵循什么規(guī)律呢？?【學生】按照要求討論，回答知識點動量守恒定律?【教師】從動量守恒現(xiàn)象推導出動量守恒定理在講反沖現(xiàn)象人在靜止的小船上向前走時小船向后退，打夯機的轉(zhuǎn)塊繞機心旋轉(zhuǎn)時機身上下振動，以及火箭的噴氣推進等現(xiàn)象都是動量守恒的表現(xiàn)。在這些現(xiàn)象中，質(zhì)點系分別為小船和人、打夯機和轉(zhuǎn)塊、火箭和向后高速射出的燃燒氣體。整個系統(tǒng)本來是靜止的，當其中一部分產(chǎn)生朝向某一個方向的動量時，另一部分必然產(chǎn)生一個反向動量，使整個系統(tǒng)的總動量保持不變。一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變，這個結(jié)論叫作動量守恒定律。動量守恒定律適用于以下三種類型：（1）理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零，則系統(tǒng)動量守恒。（2）分方向守恒：系統(tǒng)在某個方向上所受合力為零，則系統(tǒng)在該方向上動量守恒。（3）近似守恒：系統(tǒng)受到的合外力不為零，但所受的內(nèi)力遠大于外力，且作用時間很短（如爆炸、碰撞、打擊等）時，系統(tǒng)的動量可近似看成守恒。質(zhì)量分別為和的兩個小球，在光滑的水平面上沿著同一直線向相同方向做勻速運動，速度分別是和，且，如圖3-17所示。經(jīng)過一段時間后，追上了，兩球發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別是和。圖3-17小球相撞第一個小球和第二個小球受到的沖量分別為F1和F2大小相等，方向相反，即，。故動量守恒定律的表達式為物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩部分，一部分向某一方向運動，另一部分必然向相反的方向運動。這種現(xiàn)象叫作反沖。了解反沖現(xiàn)象，對其加以防止或利用，可以給生活帶來很多便利。很顯然，在反沖運動中，系統(tǒng)的總動量是守恒的。?【學生】聆聽、理解、記筆記?【教師】講解例題【例3-5】如圖所示，滑塊A和滑塊B用輕細繩連接在一起后放在水平桌面上，其質(zhì)量分別為和。水平恒力F作用在滑塊B上，使兩個滑塊一起由靜止開始沿水平桌面滑動。已知滑塊A，B與水平桌面間的滑動摩擦因數(shù)均為，水平恒力F作用t秒后，A，B間的連線突然斷開，此后水平恒力F仍作用于滑塊B上。求滑塊A停止滑動時，滑塊B的速度?！緦W生】聆聽、理解、演算通過教師的講解和演示，使學生了解動量的概念和動量定理，能舉出生活中的一些應用實例、了解動量守恒定律，能解釋簡單的碰撞、反沖問題。課堂討論（10min）【教師】講述“萬戶飛天”的典故，組織學生以小組為單位討論以下問題：這個典故帶給你怎樣的啟發(fā)？你認為萬戶具有哪些值得我們學習的精神？聆聽、思考、小組討論，由小組代表上臺發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學生一起評價各組的發(fā)言通過課堂討論，鞏固所學知識，加深學生對所學知識的理解，并將所學知識與實踐相結(jié)合課堂小結(jié)（3min）【教師】簡要總結(jié)本節(jié)課的要點本節(jié)課學習了解動量的概念和動量定理、動量守恒定律、反沖等知識，重點是動量守恒定律的計算反沖想象的解釋；希望大家在課下多加練習，鞏固課上所學知識，熟練掌握動量與沖量的相關(guān)知識?！緦W生】總結(jié)回顧知識點總結(jié)知識點，鞏固學生對動量定理、動量守恒定