動(dòng)量定理-教學(xué)設(shè)計(jì)?一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)理解動(dòng)量定理的確切含義和表達(dá)式，知道動(dòng)量定理適用于變力。會(huì)用動(dòng)量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和處理有關(guān)的問(wèn)題。2.過(guò)程與方法目標(biāo)通過(guò)運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出動(dòng)量定理，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用動(dòng)量定理解決問(wèn)題的能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评矸椒āＭㄟ^(guò)動(dòng)量定理的應(yīng)用，體會(huì)物理知識(shí)在生活中的廣泛應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)動(dòng)量定理的推導(dǎo)和理解。運(yùn)用動(dòng)量定理解決實(shí)際問(wèn)題。2.教學(xué)難點(diǎn)對(duì)動(dòng)量定理中矢量性的理解和應(yīng)用。如何引導(dǎo)學(xué)生正確分析問(wèn)題，選擇合適的研究對(duì)象，確定初末狀態(tài)的動(dòng)量。三、教學(xué)方法講授法、推導(dǎo)法、討論法、練習(xí)法相結(jié)合四、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）1.展示現(xiàn)象播放一段籃球運(yùn)動(dòng)員接球和傳球的視頻，讓學(xué)生觀察籃球與運(yùn)動(dòng)員手接觸的過(guò)程中，籃球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化情況。2.提出問(wèn)題為什么籃球與手接觸的時(shí)間短，卻能使籃球的速度發(fā)生明顯變化？運(yùn)動(dòng)員是如何控制籃球的運(yùn)動(dòng)的？引導(dǎo)學(xué)生思考物體的受力、運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化之間的關(guān)系，從而引出本節(jié)課的主題動(dòng)量定理。（二）新課教學(xué)（30分鐘）1.動(dòng)量定理的推導(dǎo)（15分鐘）復(fù)習(xí)回顧回顧牛頓第二定律的表達(dá)式\(F=ma\)以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式\(v=v_0+at\)。推導(dǎo)過(guò)程設(shè)一個(gè)質(zhì)量為\(m\)的物體，在恒力\(F\)的作用下，沿直線做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。在\(t\)時(shí)間內(nèi)，物體的初速度為\(v_0\)，末速度為\(v\)。根據(jù)牛頓第二定律\(F=ma\)，又\(a=\frac{vv_0}{t}\)，所以\(F=m\frac{vv_0}{t}\)。整理可得\(Ft=mvmv_0\)。引出動(dòng)量定理指出\(mv\)是物體的末動(dòng)量，\(mv_0\)是物體的初動(dòng)量，\(Ft\)是合外力的沖量。即合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化，這就是動(dòng)量定理，表達(dá)式為\(I=\Deltap\)，其中\(zhòng)(I=Ft\)（\(F\)為合外力，\(t\)為作用時(shí)間），\(\Deltap=mvmv_0\)。2.動(dòng)量定理的理解（15分鐘）矢量性強(qiáng)調(diào)動(dòng)量定理是矢量式，合外力的沖量方向與物體動(dòng)量變化的方向相同。通過(guò)舉例說(shuō)明，如一個(gè)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)初速度方向?yàn)檎?，則合外力方向與速度方向相反，沖量為負(fù)，動(dòng)量變化量也為負(fù)。因果關(guān)系合外力的沖量是引起物體動(dòng)量變化的原因，動(dòng)量的變化是合外力沖量作用的結(jié)果。獨(dú)立性某一方向上的合外力的沖量等于該方向上物體動(dòng)量的變化。例如，平拋運(yùn)動(dòng)中，物體在水平方向不受力，水平方向動(dòng)量不變；在豎直方向受重力，重力的沖量使物體在豎直方向的動(dòng)量發(fā)生變化。適用范圍動(dòng)量定理不僅適用于恒力，也適用于變力。對(duì)于變力的情況，動(dòng)量定理中的\(F\)應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值。通過(guò)舉例說(shuō)明，如鐵錘釘釘子，鐵錘對(duì)釘子的作用力是變力，我們可以用動(dòng)量定理來(lái)求解釘子受到的平均作用力。（三）典型例題分析（20分鐘）1.例1一個(gè)質(zhì)量是\(0.1kg\)的鋼球，以\(6m/s\)的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一個(gè)堅(jiān)硬的障礙物后被彈回，沿著同一直線以\(6m/s\)的速度水平向左運(yùn)動(dòng)。碰撞前后鋼球的動(dòng)量有沒(méi)有變化？變化了多少？試分析碰撞過(guò)程中鋼球所受的合外力的沖量。分析引導(dǎo)學(xué)生確定鋼球的初末動(dòng)量，根據(jù)動(dòng)量定理計(jì)算合外力的沖量。解答取水平向右為正方向，鋼球的初動(dòng)量\(p_0=mv_0=0.1kg×6m/s=0.6kg·m/s\)，末動(dòng)量\(p=mv=0.1kg×(6m/s)=0.6kg·m/s\)。動(dòng)量的變化量\(\Deltap=pp_0=0.6kg·m/s0.6kg·m/s=1.2kg·m/s\)。根據(jù)動(dòng)量定理\(I=\Deltap\)，可知合外力的沖量\(I=1.2N·s\)，負(fù)號(hào)表示沖量的方向水平向左。2.例2質(zhì)量為\(m=2kg\)的物體，在水平力\(F=8N\)的作用下，由靜止開(kāi)始沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)。已知物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)\(\mu=0.2\)，求物體在\(t=2s\)時(shí)的動(dòng)量。分析先求出物體的加速度，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出\(2s\)時(shí)的速度，最后計(jì)算動(dòng)量。也可以先求出合外力的沖量，再根據(jù)動(dòng)量定理求出動(dòng)量。解答方法一：物體受到的摩擦力\(f=\mumg=0.2×2kg×10m/s2=4N\)。根據(jù)牛頓第二定律\(F_{合}=ma\)，可得\(Ff=ma\)，\(a=\frac{Ff}{m}=\frac{8N4N}{2kg}=2m/s2\)。\(2s\)時(shí)物體的速度\(v=at=2m/s2×2s=4m/s\)。物體在\(t=2s\)時(shí)的動(dòng)量\(p=mv=2kg×4m/s=8kg·m/s\)。方法二：合外力\(F_{合}=Ff=8N4N=4N\)。合外力的沖量\(I=F_{合}t=4N×2s=8N·s\)。根據(jù)動(dòng)量定理\(I=\Deltap=pp_0\)，因?yàn)槲矬w由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，\(p_0=0\)，所以\(p=I=8kg·m/s\)。3.例3質(zhì)量為\(m=3kg\)的物體，在水平恒力\(F=9N\)作用下，從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)\(t=3s\)，求：（1）力\(F\)在\(3s\)內(nèi)對(duì)物體所做的功。（2）力\(F\)在\(3s\)內(nèi)對(duì)物體的沖量。（3）物體在\(3s\)末的動(dòng)量。分析本題綜合考查功、沖量和動(dòng)量的概念，需要分別根據(jù)相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算。解答（1）物體的加速度\(a=\frac{F}{m}=\frac{9N}{3kg}=3m/s2\)。\(3s\)內(nèi)物體的位移\(x=\frac{1}{2}at2=\frac{1}{2}×3m/s2×(3s)2=13.5m\)。力\(F\)在\(3s\)內(nèi)對(duì)物體所做的功\(W=Fx=9N×13.5m=121.5J\)。（2）力\(F\)在\(3s\)內(nèi)對(duì)物體的沖量\(I=Ft=9N×3s=27N·s\)。（3）物體在\(3s\)末的速度\(v=at=3m/s2×3s=9m/s\)。物體在\(3s\)末的動(dòng)量\(p=mv=3kg×9m/s=27kg·m/s\)。（四）課堂討論（10分鐘）1.小組討論將學(xué)生分成小組，討論以下問(wèn)題：在日常生活中，還有哪些現(xiàn)象可以用動(dòng)量定理來(lái)解釋？動(dòng)量定理與牛頓第二定律有什么聯(lián)系和區(qū)別？2.小組代表發(fā)言每個(gè)小組推選一名代表發(fā)言，分享小組討論的結(jié)果。教師對(duì)學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)動(dòng)量定理的理解。（五）課堂小結(jié)（5分鐘）1.教師引導(dǎo)回顧引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的主要內(nèi)容，包括動(dòng)量定理的推導(dǎo)過(guò)程、表達(dá)式、矢量性、因果關(guān)系、獨(dú)立性和適用范圍。2.強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)難點(diǎn)強(qiáng)調(diào)動(dòng)量定理中矢量性的理解和應(yīng)用，以及如何正確運(yùn)用動(dòng)量定理解決實(shí)際問(wèn)題。3.總結(jié)學(xué)習(xí)方法鼓勵(lì)學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中，要注重知識(shí)的推導(dǎo)和理解，多通過(guò)實(shí)際問(wèn)題來(lái)加深對(duì)物理概念和規(guī)律的掌握。（六）課堂練習(xí)（10分鐘）1.布置練習(xí)題質(zhì)量為\(0.5kg\)的物體，受到方向不變的力\(F=2.5N\)的作用，力\(F\)作用了\(4s\)，求力\(F\)的沖量和物體動(dòng)量的變化。一個(gè)質(zhì)量是\(60kg\)的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面\(3.2m\)高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面\(5.0m\)高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為\(1.2s\)，求網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均作用力大小。（\(g\)取\(10m/s2\)）2.學(xué)生練習(xí)學(xué)生在課堂上獨(dú)立完成練習(xí)題，教師巡視指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問(wèn)題并給予幫助。3.講解答案練習(xí)結(jié)束后，教師公布答案，對(duì)學(xué)生的練習(xí)情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，針對(duì)學(xué)生普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)講解。（七）課后作業(yè)（5分鐘）1.書面作業(yè)課本第[X]頁(yè)練習(xí)第[X]、[X]、[X]題。質(zhì)量為\(m\)的小球，以速度\(v\)水平拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間\(t\)，求重力的沖量和小球動(dòng)量的變化。2.拓展作業(yè)查閱資料，了解動(dòng)量定理在體育運(yùn)動(dòng)、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用，并撰寫一篇簡(jiǎn)短的報(bào)告。五、教學(xué)反思通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生對(duì)動(dòng)量定理有了較為深入的理解和掌握。在教學(xué)過(guò)程