動量定理一、素質教育目標（一）知識教學重點1.理解動量定理的確切含義和表達2.知道動量定理適用于變力3.能由牛頓運動定律和運動學公式推導動量表達式4.能運用動量定理解釋現象和處理有關問題（二）能力培養重點1.運用牛頓運動定律和運動學公式推導動量表達式2.結合實際，運用動量解釋現象和處理有關問題（三）德育滲透重點滲透物理研究方法教育，培養學生的推理能力和理論聯系實際的能力。（四）美育滲透重點從復雜自然界抽象出來的物理公式，具有一種形式美。二、學法指導充分利用演示實驗，通過實驗引入話題，通過實驗分析問題，組織學生討論。三、 重點 難點 疑問與解答 1.注重運用動量定理定性解釋相關問題 2.難點 利用動量定理計算 3.疑問 恒定力的沖量與變力的沖量 4.解答 通過例題的分析與講解，我們可以得出結論： （1）動量定理公式中的Ft為合外力的沖量。若外力都是恒定力，且作用時間相同，則合外力的沖量可先計算所有力的合力，然后乘以時間，也可先算出各個力的沖量，再根據矢量運算法則計算出所有力的合沖量。若各個外力作用于物體的時間不一樣，則只能算出各個外力在相應時間內的沖量，然后計算所有外力沖量的矢量和。 （2）如果物體受到大小和方向都變化的力的作用，高中時我們不能直接用Ft來計算變力沖量，這時可以計算物體在力作用下動量p的變化大小和方向，用變力沖量代替。 四、課時安排 1節課 五、教具及學具準備 海綿墊、雞蛋、橡皮擦、紙膠帶、細鐵絲、錘子等 六、師生互動活動設計 1、教師演示實驗，設計適當的啟發性問題進行引導和提示 2、觀察并進行實驗、討論和分析。 7、教學步驟 （一）明確目標 （二）整體感知 本部分是上一節“沖量與動量”的延續，通過演示實驗、定量公式推導，得到合外力沖量Ft和物體動量的變化情況。
3.雖然動量定理不能針對變力推導出來，但是要讓學生很清楚，動量定理同樣適用于變力。舉例介紹恒力沖量和變力沖量的計算，總結利用動量定理解決問題的步驟。通過演示實驗和學生實驗，激發學生的學習興趣，用動量定理解釋現象、處理相關問題，培養理論聯系實際的能力。 （三）學習重點、難點及目標完成過程 1.新課教??學演示實驗動量計算公式，一個雞蛋從一米多高處落到海綿墊上，雞蛋沒有摔碎，為什么？由此，我們可以開始動量定理的推導。 如圖7-3所示，一個質量為M的物體在水平恒定力的作用下，經過時間t，其速度由v變為. 3 圖7-3 由牛頓第二運動定律可知，F=ma…(1)，加速度a=. 3Ft=. 3-. 3 即合外力的沖量等于物體動量的變化量。強調對動量定理的理解 (1)該定理體現了合外力的沖量是物體動量變化的原因。 (2)動量定理中的F是所有外力作用于物體的合力，包括重力。它可以是恒定力，也可以是可變力，如果是可變力，則所得到的力是平均合外力。 (3)動量定理中的Ft是合外力的沖量，它是物體動量發生變化的原因。 在所研究的物理過程中，如果作用于物體的外力作用時間相同，則合外力的沖量可以先算出所有力的合外力，然后乘以時間，也可以先算出每個力的沖量，再根據矢量運算法則算出所有力的合沖量。 如果作用于物體的各外力，有不同的作用時間，則只能先求出各個外力在相應時刻的沖量，然后計算各外力沖量的矢量和。（4）在動量定理中。
...3-mv為研究物體動量的變化量。式中“-”號是運算符號，與正方向的選取無關。（5）Ft=.3-mv為矢量公式。應用動量定理時，應遵循矢量運算的平行四邊形法則，可用正交分解法將矢量運算轉化為代數運算。（6）動量定理指出，合外力的沖量與研究物體的動量增量相同，方向相同，單位等值。合外力的沖量是引起物體動量變化的原因，但不能認為合外力的沖量就是動量的增量。（7）動量定理不僅適用于宏觀低速物體，也適用于微觀現象和高速運動。【教材例題】分析球棒對棒球施加的力是一個變力，且這個力作用的時間很短。 在這短暫的時間內，力的大小先急劇增大，然后急劇減小直至為零。在沖擊、碰撞等問題中，相互作用時間很短暫，力的變化都有這個特點。動量定理適用于變力，因此可以利用動量定理計算球棒對棒球所施加的平均力。由題中給出的量可以算出棒球的初動量和最終動量，由動量定理可以算出棒球所受到的平均力，求解過程省略（見書上）。如圖7-4所示，用0.5公斤的錘子錘擊一顆釘子，擊打時錘子的速度為4米/秒，沖擊之后，錘子的速度變為零，設沖擊時間為0.01a。忽略錘子的重量，錘子對釘子所施加的平均力是多少？b。考慮錘子的重量，錘子對釘子所施加的平均力是多少？c。 請分析在什么情況下計算錘子對釘子所施加的平均力時，可以忽略錘子的重量。 圖 7-4 圖 7-5 分析 （圖 7-5） 以錘子為研究對象，受重力與釘子彈力的作用，碰撞前錘子的動量為p=mv，碰撞后錘子的動量為零。根據動量量化，以正方向為底寫出方程，可得解。求解過程省略。 綜上所述： 利用動量定理解題步驟為： （1）確定研究對象 （2）進行受力分析，確定所有外力及作用時間 （3）求出物體的初、終狀態，確定相應的動量 （4）選定正方向，并給各力的沖量和初、終動量賦予正負號，以表示與正方向相同或相反的方向 （5）根據動量定理寫出方程進行求解。 提示學生注意：（1）定理中的Ft為合外力的沖量，這個沖量要和受到這個沖量的物體的動量變化相匹配。（2）物體的初態速度和終態速度應該相對于同一參考系（通常取地面為參考系）。（3）所有物理量都應采用同一國際單位求解。（4）當重力相對于平均力很小的時候，重力的沖量可以忽略不計動量計算公式，可忽略不計。在演示實驗中，一只雞蛋從1m高處自由落體到海綿墊上，雞蛋從接觸海綿墊到下沉到最低點的時間為0。
2s，這段時間內軟墊對雞蛋所施加的平均力是多少？分析雞蛋所受的力，強調引力不能忽略，得出軟墊對雞蛋所施加的平均力很小的結論。 應用實例：讓學生基于動量定理解釋為什么例2和例3中力的大小有很大不同，并結合課本內容進行分析討論。 結論：在動量變化一定的情況下，縮短力作用時間可以增大力，延長力作用時間可以減小力。 學生活動 【小實驗】把紙帶壓在橡皮擦下面，放在水平桌面上。慢慢、快速地拉動紙帶，觀察哪種情況下紙帶更容易拉出。 繼續學生實驗，用細鐵絲綁住鐵塊，慢慢或快速地將細鐵絲向上提，觀察哪種情況下細鐵絲更容易斷掉。運用動量定理解釋以上兩個實驗的結果。 繼續提問：利用動量定理解釋茶杯掉在石頭上立即破碎，而掉在墊子上卻不易破碎的現象。 （四）總結與擴展 1.對于大小和方向不變的恒力，它們的沖量可以用I=Ft計算。如果F是變力，但在一定時間內方向不變，大小隨時間均勻變化，則可用平均力F=.3計算時間t內的沖量。根據動量定理，I=.3，通過計算.3可間接計算出變力的沖量。 2.利用動量定理解題時，可將“合外力的沖量”改為“外力沖量的矢量和”，同時要明確沖量在哪個時間段，以及相應時間內動量的變化。 3.沖量和動量的變化都是過程量，正確確定初態和終態可以簡化解題過程。 4. 動量定理是由牛頓第二定律和運動學公式推導出來的，如果問題涉及力和作用時間，就要用動量定理來解題。5. 根據動量定理Ft=m EMBED . 3 -mv可知F= EMBED . 3，即牛頓第二定律也可以理解為物體所受的合外力等于該物體動量的變化率。6.合外力的沖量也可以利用Ft圖像所圍住的面積來計算，或者利用I = Δ EMBED . 3計算。8. 作業。3 練習2 (2) (3) (4)9. 板書設計