高中物理说课稿：《动量定理》思维导图

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2023-03-14

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《动量定理》说课稿北京景山学校朱亚平一、教材分析 1 ．教材的地位和作用：这一章讲述动量的概念，并结合牛顿定律推导出《动量定理》和《动量守恒定律》。

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思维导图大纲

一、教材分析

1．教材的地位和作用：

这一章讲述动量的概念，并结合牛顿定律推导出《动量定理》和《动量守恒定律》。《动量定理》体现了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。这一章可视为牛顿力学的进一步展开，为力学的重点章。

《动量定理》为本章第二节，是第一节《动量和冲量》的延续，同时又为第三节《动量守恒定律》奠定了基础，在本章起有承前启后的作用。同时《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。

2．本节教学重点：

（1）动量定理的推导和对动量定理的理解；

（2）利用动量定理解释有关现象和一维情况下的定量分析。

3．教学难点：

动量定理的矢量性，在实际问题中的正确应用

4．教学目标：

●知识与技能

（1）能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式。

（2）理解动量定理的确切含义，知道动量定理适用于变力。

（3）会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题。

●过程与方法

（1）通过动量定理规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和传感器在物理学发展过程中的作用。

（2）通过学习用动量定理处理实际问题的过程，提高质疑、信息搜集和处理能力，分析、解决问题的能力和交流、合作的能力

●情感态度与价值观

（1）有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索与日常生活有关的物理问题。

（2）了解并体会物理学对社会发展的贡献，关注并思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展的意识，能在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献。

（3）关心国内、国外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识。

二、学生情况分析

高一学生思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中需以一些感性认识作为依托，加强直观性和形象性，以便学生理解。

补充录像资料以及瓦碎蛋全的演示实验、模拟建筑工人安全带的演示实验

录像：排球击球动作要快、铸铁打磨时速度要快；篮球接球手臂后缩、跳高运动员落地垫厚垫子、体操运动员落地都要屈膝，

图片：“勇气号”探测器成功登陆火星过程的一组图片，易碎品运输过程。

三、教学方法

应用实验导入法、启发学生通过自己的思考和讨论来探究动量定理。

四、教学程序

本节课分为四个环节，演示实验创设问题情景；建立模型共同探究；定性和定量应用动量定理。

第一环节：创设情景

为了保证建筑工人高空作业时人身安全，我们选用什么样的安全带比较好。结实的钢绳还是结实的弹性绳？

演示实验：模拟建筑工人从高空坠落分别系弹性绳和无弹性绳的对比演示实验（要挑选软度合适的橡皮泥做实验）

（两次物体都从同一高度自由下落，两次绳长相同）

实验现象：用弹性绳的那次橡皮泥完好无损，另一次橡皮泥被铁丝切成两半，断面非常整齐，

学生尝试解释现象。

第二环节：建立模型推导动量定理

此时，学生有了对力、时间、动量、冲量的初步感性认识，需要在老师的帮助下提高到理性认识。

引导学生建立模型，物体的运动分两个阶段，第一阶段物体自由下落同样的高度，获得同样的动量，第二阶段，经过一定的时间动量减为零

讨论第二阶段过程中，力的冲量和物体动量变化之间的关系

结论：动量变化相同时，时间长，力小

推广，生活中还有很多这样的例子：杯子落到水泥地上碎，落到地毯上就不碎；从高处落地都要屈膝；跳远前要松沙坑。。。。

这些说明动量和冲量之间一定是有联系的，你能找出它们之间的关系么？

设一个物体以速度v1在光滑水平地面上运动，在同方向水平恒力F作用下，经过时间t，速度变为v2，由牛顿第二定律可得：Ft=mv2-mv1。

变力作用下动量定理还成立吗？

让小车在光滑水平轨道上向固定的力传感器运动，测出小车撞击传感过程中小车受到外力-时间图像，速度传感器测出次过程中的速度-时间图像。

分析数据发现：碰撞过程中外力的总冲量与碰撞前后动量的变化几乎一样。

所以，变力作用下，动量定理也成立。

第三环节：定性应用

为了培养学生在物理学中从实践到理论，再用理论来指导实践的研究方法。鼓励学生将学习到的物理知识与日常生活、生产技术联系起来。首先围绕定理Ft=△P分情况进行讨论。

我们经常用鸡蛋碰石头来形容自不量力，你有没有办法让鸡蛋不碎吗？

演示实验：瓦碎蛋全（也可以放录像）

让学生列举生活中的例子说明，动量变化相同时，时间短，力大；时间长，力小。

如：图片（图5）中的现象

铁锤钉钉子，冲床冲压钢板

第四环节：定量应用

例1：质量为0．1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，接触时间为0．02秒，小球受到的弹力的平均值有多大？

例2：一高空作业的工人体重600N，系一条长为L=5m的安全带，若工人不慎跌跌落时安全带的缓冲时间t=1s，则安全带的受的冲力是多大?(g取10m/s2)

【分析与解答】依题意作图，如图所示，人跌落时为自由下落，设刚要拉紧安全带时的速度为v1，则v12=2gL，即v1=

经缓冲时间t=1s后速度变为0，取向下为正方向，对人由动量定理知，人受两个力作用，即拉力厂和重力mg，所以(mg-F)t=0-mv1，

将数值代人得：F=(600+600)N=1200N

所以，人给安全带的冲力F′为1200N，方向竖直向下．

例3：发生在2001年9·11恐怖事件中，世贸中心双子楼，被一架飞机“轻松”地摧毁，而双子楼却先后坐塌．世贸的楼体是个钢架结构，两座楼的中间是个方柱子，一直从地下延伸到空中，每个层面有网络式的横条，鼠笼式结构可以从钢度、强度上抗击8级地震，12级台风，7500t的力，飞机充其量可把世贸的表皮撞破，不会伤害大楼的筋骨，专家推断，筋竹的破坏是由于钢结构在燃料燃烧中软化造成的，试根据下列数据证实，上面的观点．

波音767飞机接体重150t，机身长150m，当时低空飞行的巡航速度在500～600km/h，可视为150m/s，从电视画面肴飞机没有穿透大楼，大楼宽不超过100m，飞机在楼内大约运行50m．

【分析与解答】假设飞机在楼内匀减速减为零，则S=

∴t=

由动量定理知：Ft=mv

∴F=

即飞机撞击大楼的力为3375t，即使按飞机在楼内匀速运动计算，撞击力也不会达到7500t，可见，上述推断是正确的。