动量定理的教学设计方案
充分利用演示实验，由实验导入课题，由实验来分析问题，组织学生讨论． 课时安排：1课时
教学用具：海绵垫、鸡蛋、橡皮、纸带、细线、铁锤等 师生互动活动设计：
1、教师做好演示实验，设计适当的具有启发性问题指导点拨 2、观察并亲自动手实验、讨论、分析 教学过程： 一、新课教学
演示实验，鸡蛋从一米多高的地方落到海绵垫，鸡蛋没有打坡，为什么呢？由此切入动量定理的推导．
如图所示，质量为M的物体在水平恒力作用下，经过时间t，速度由v变为 ，
由牛顿第二定律知 而加速度
??（1）
??（2）
由（1）、（2）两式得
或写为
即合外力的冲量等于物体动量的改变 强调对动量定理的理解
1、定理反映了合外力冲量是物体动量变化的原因．
2、动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力，它可以是恒力，也可以是变力，如果是变力，此时所得的力是平均合外力．
3、动量定理公式中的F·t是合外力的冲量，是使研究对象动量发生变化的原因，在所研究的物理过程中，如作用在物体上的各个外力作用时间相同，求合外力的冲量可先求所有力的合外力，再乘以时间，也可以求出各个力的冲量再按矢量运算法则求所有力的会冲量，如果作用在被研究对象上的各个外力的作用时间不同，就只能先求每个外力在相应时间内的冲量，然后再求所受外力冲量的矢量和．
4、动量定理公式中的 或 号是运算符号，与正方向的选取无关．
，是所研究对象的动量的改变量，公式中的“－”
5、 是矢量式，在应用动量定理时，应该遵循矢量运算的平行四边形定则，也可以采用正交分解法，将矢量运算转为代数运算．
6、动量定理说明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值相同，方向一致，单位等效．合外力的冲量是物体动量变化的原因，但不能认为合外力的冲量就是动量的增量． 7、动量定理不仅适用于宏观低速物体，对微观现象和高速运动仍然适用． 二、分析例题
【例1】一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s，球棒对垒球的平均作用力有多大？
分析：球棒对垒球的作用力是变力，力的作用时间很短．在这个短时间内，力的大小先是急剧地增大，然后又急剧地减小为零，在冲击、碰撞一类问题中，相互作用的时间很短，力的变化
都具有这个特点．动量定理适用于变力，因此，可以用动量定理求球棒对垒球的平均作用力． 由题中所给的量可以算出垒球的初动量和末动量，由动量定理即可求出垒球所受的平均作用力．
例题详解见书．
【例2】如图所示，用0.5kg的铁锤钉钉子，打击时铁锤的速度为4rn／s，打击后铁锤的速度变为零，设打击时间为0.01s
1、不计铁锤的重量，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？ 2、考虑铁锤的重量，铁锤打钉子的平均作用力是多大？
3、你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时在什么情况下可以不计铁锤的重量．
分析（如图）以铁锤为研究对象，受到重力和铁钉弹力的作用，碰撞前，铁锤动量 碰撞后，铁锤动量为零．
根据动量定量，取向下为正方向列式，可求解 解答过程略．
归纳小结：应用动量定理的解题步骤：
1、确定研究对象2、进行受力分析，确定全部外力及作用时间3、找出物体的初末状态并确定相应的动量4、选正方向，并给每个力的冲量和初末动量带上正负号，以表示和正方向同向或反向5、根据动量定理列方程求解 提示学生注意：
1、定理中Ft是合外力的冲量，并且要把这个冲量与受到这个冲量的物体动量变化对应起来． 2、物体的初末态速度应是相对同一参考系（通常取地面为参考系） 3、各量应统一用国际单位求解．
4、在重力与平均作用力相比很小的情况下，可以不考虑重力的冲量，而可忽略重力． 【例3】设在演示实验中，鸡蛋从1m高处自由下落到海绵垫上，若从鸡蛋接触软垫到陷至最低点经历的时间为0.2s，则这段时间内软垫对鸡蛋的平均作用力多大？分析鸡蛋受力情况，强调重力不能忽略，得出鸡蛋受到软垫的平均作用力很小． 应用举例：
请同学根据动量定理解释例2和例3中作用力大小为什么相差很大，结合教材内容分析讨论． 结论：当动量的变化一定时，缩短力的作用时间可增大作用力，延长力的作用时间可减小作用力． 三、学生活动：［小实验］纸带压在橡皮下面，放在水平桌面上，缓慢拉动和迅速抽动纸带，观察哪种情况下纸带更容易抽出．
继续学生实验，用细线拴住铁块，缓慢或迅速向上提起细线，观察哪种情况下细线易断．
，
用动量定理对上述两个实验结果进行解释．
继续提问：茶杯排在石头上立即摔碎，掉在软垫上不易摔碎等现象，用动量定理解释． 四、总结、扩展
1、对于大小、方向都不变的恒力，它们冲量可以用 间内方向不变，大小随时间均匀变化，可用平均力
计算，若F是变力，但在某段时求出在时间t内的冲量，根据动
量定理 ，通过求 间接求出变力冲量．
2、用动量定理解题时，“合外力的冲量”可改为“外力冲量的矢量和”．同时应明确哪段时间内的冲量以及对应时间内动量的变化．
3、冲量和动量的变化量都是过程量，适当的确定初末状态可使解题过程简化．
4、动量定理是由牛顿第二定律和运动学公式推出的，如涉及到力与作用时间的问题应优选动量定理解题．
“动量定理”教学设计
岑溪二中薛美琼
一、设计理念
1、学生在学习动量定理这前，已学习了牛顿第二定律，动量，冲量等准备知识，这一节主要是创设情境，让学生提出猜想，然后用自己已有知识进行理论探究与验证，从现象到定性的认识，再进一步到定量的研究，在此基础上总结得出动量定理。为让学生能更深刻地理解定理，设计一题多变，让学生通过练习体验小结出应用动量定理解题的方法。最后为升华学生对动量定理的理解，设计一个课外实验，以比赛的形式进行。
2、设计一系列的问题解决活动，其中一部分是学生根据已有经验就可以解决的，但另一部分问题，是超出学生已有经验，要求学生探寻新的方法才能解决，这样基于学生已有经验而又驱动学生超越自己的经验，解决问题的活动能有效促进学生动起脑袋，以问题带动活动，以活动促进思维，使课堂上的学生真正地“动”起来。 二、教学目标
（1）知识和能力： 1、理解动量定理的含义
2、知道动量定理适用于恒力和变力 3、会用动量定理解释相关现象
（2）过程与方法： 1、通过理论探究及动手操作,培养学生研究实际问题的能力
和创新精神
2、通过阅读教材和分析、讨论问题,培养学生自主学习的能力
3、通过演示实验,培养学生的观察能力和实践能力
（3）情感态度与价值观： 1、培养学生学习物理的兴趣,激发其探求知识的欲望
和学习 的积极性,主动性
2、领悟科学研究的基本方法
三、重点与难点
教学重点：动量定理的理论推导
教学难点：应用动量定理解释实际问题 四、教学过程设计
（一）.视频展示（引入新课）（8分钟）
1、这些体育运动中的保护器材，有什么作用？
2、如果给你一个生鸡蛋，质量约50g，要求让鸡蛋从3m高处落到地面上，鸡蛋要完好无损，请你设计一种可靠的方案。并尝试说说你这样设计方案的理由。（视频录像）
思考：①、从同样的高度下落到地面和海绵面，鸡蛋破与不破的原因是什么？
②、鸡蛋在两次的实验过程，有哪些物理量是相同的？有哪些物理量是不同的？
③、导致鸡蛋动量变化的影响因素是什么？ （二）提出问题（新课）（定性研究）（2分钟） 物体动量变化的影响因素？
思考：①、物体动量变化表达式？②、物体动量变化的实质是什么变化？③、是什么原因导致这个变化？（层层的追问，相信你一定能找到答案）
（三）理论探究（定量研究）（10分钟）
例：一个质量为m小球，在拉力F的作用下在粗糙水平面上运动，经过一段时间t,，它的速度从v0变为 vt，请你从牛顿第二定律的角度分析小球的动量变化与它所受力和作用时间的关系？
（四）交流讨论（10分钟） 动量定理 1、内容：（用自己的话来表述动量定理） 2、表达式：
3、各个量的物理意义 物理量 F t m V0 Vt P △P P? 物理意义 单位 4、适用范围（视频）
（五）小结应用（8分钟） 1、例题(教材例题)
思考：①构建本题物理模型？ ②分析过程及受力？
③明确作用时间内的初、末状态（初、末动量）？ 2、解释鸡蛋演示实验现象
3、举例动量定理在日常生活中的应用
①应用作用时间很短以获得很大作用力的例子？
②应用延长作用时间以获得较小的作用力的作例子？
（六）练习（1-3课堂；4、5课外）（7分钟）
1. 质量m=10kg的物体，放在光滑水平面上，现施F=100N的水平推力，求该
物体在2秒时的速度？
解法一：用牛顿定律和运动公式求解。
解法二：用动量定理求解。
拓展一：假设水平面不光滑，有摩擦力f=40N，其他条件不变，求2s时的速度？
拓展二：在拓展一中，如果在2s时撤去外力F，还能运动多久？（设摩擦力不变）。
解法一：分过程用动量定理。
解法二：全过程用动量定理。
方法总结：
（1）动量定理不涉及运动过程中的加速度和位移，用它处理问题比用牛顿定律方便。
（2）用动量定理解题，必须作好受力分析。
（3）全过程用动量定理要比分过程用动量定理更加方便。
2.从同一高度自由落下的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在软泥地上不易碎，这是因为：
A.掉在水泥地上，玻璃杯的动量大
B.掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化大
C.掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量大，且与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大 D.掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量的掉在软泥地上一样大，但与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大
3.在下列各种运动中，任何相同的时间内物体动量的增量总是相同的是（ ）
A匀加速直线运动 B平抛运动