高一物理动量定律教案和相关例题
一、教学目标
(一)知识与技能
1. 理解动量定律的内容和表述方式；
2. 知道动量定律的适用条件；
3. 会用动量定律解释有关现象、解决有关问题。
(二)过程与方法
通过分析具体问题，了解如何对动量定律进行合理的等效、变形及应用。
(三)情感态度与价值观
1. 培养理论联系实际的学风；
2. 培养善于观察、善于思考、善于将所学的知识应用于实际的能力。
二、教学重点、难点
重点：动量定律的内容及表达形式，动量定律的适用条件及使用方法。
难点：动量定律中正方向的选择及对动量定律的等效、变形及应用。
三、教学过程
(一)创设情境，引入课题
通过演示实验或日常生活中的实例，让学生感受物体速度的变化及物体间作用力的大小，从而引出动量的概念及动量定理的内容。
问题：如果作用在物体上的力是变力，物体又做变速运动，能否用牛顿第二定律和运动学公式研究其运动规律？应该用什么方法进行研究？
(二)新课教学
1. 动量定律的内容：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。用公式表示为：Ft = mv' - mv。
2. 动量定律的表述形式： (1)矢量式；(2)等效关系式；(3)作用形式式。
3. 动量定律的适用条件：冲量作用在物体上的时间不能太短，必须满足较长时间段内的动量变化，才能使动量定理有明显表现。因此动量定理只适用于惯性系中的物体，对相对论系中的物体不适用。另外，动量定理只适用于宏观低速物体。
4. 动量定律的应用方法：对动量定律进行合理的等效、变形及应用。如正方向的选择、对公式进行适当的变换、应用动量定理解题时要选择研究对象、分析研究过程、确定冲量作用时间等。
【例题】质量为m的小车放在光滑的水平面上，在小车左端加一水平恒力F，当小车向右运动时，突然发现一颗子弹从小车右端射入并停留在小车中，子弹的质量为M，子弹进入小车后小车的速度为v，求子弹射入小车后小车的速度。
【分析】本题中子弹射入小车的过程，系统水平方向不受外力，系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒。根据动量守恒定律求出子弹射入小车后小车的速度。
【解答】设子弹射入小车前后的速度分别为v1和v2，小车的速度为v2，以子弹进入小车前小车的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得： mv + (M + m)v1 = (M + m)v2 + mv2①；又因为v = v1 + v2②；由①②得：v = mv/(M + m)③；所以子弹射入小车后小车的速度为v = mv/(M + m)。
(二)反馈练习
一质量为$m$的小球以初速度$v_{0}$沿水平方向上抛出，同时一质量为$M$的物体以初速度$v_{0}$竖直上抛，小球在空中与物体相遇时两者的相互作用力可能为( )。
A. 大小相等方向相反的恒力B. 大小不等方向相反的恒力C. 大小相等方向在同一直线上的恒力D. 大小不等方向在同一直线上的恒力E. 大小相等方向相反的变力F. 大小不等方向相反的变力G. 大小相等方向在同一直线上的变力H. 大小不等方向在同一直线上的变力$(1)$若两者在空中相遇时速度恰好相等$(2)$若两者在空中相遇时速度大小相等$(3)$若两者在空中相遇时小球已落地$(4)$若两者在空中相遇时小球已落地且相距最近$(5)$若两者在空中相遇时小球已落地且相距最远$(6)$若两者在地面相碰$(7)$若两者在地面上相碰后一起做匀速直线运动$(8)$若两者在地面上相碰后一起做平抛运动$(9)$若两者在地面上相碰后一起做匀加速直线运动$(10)$若两者在地面上相碰后一起做匀
一、教学目标
1. 掌握动量定律的内容及表达式，并会运用动量定律进行有关计算。
2. 知道动量定律的矢量性，并能运用动量定律分析、解决实际问题。
二、教学重难点
1. 动量定律的表达式的推导。
2. 动量定律在实际中的应用。
三、教学过程
1. 动量定律的内容：物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。
2. 动量定律的表达式：Ft = mv2 - mv1或ΔP = Ft。
四、例题分析
例1. 质量为5kg的物体，在水平面上以v = 3m/s的速度匀速运动，它与水平面间的滑动摩擦系数μ = 0.7。求下列情况下物体受到的摩擦力。
(1)当它停止运动时受到的摩擦力；
(2)让物体在18m/s的速度沿水平面运动时受到的摩擦力；
(3)当它在水平面上以v = 5m/s的速度做匀速直线运动时受到的摩擦力。
解：物体在水平面上运动时，受到的摩擦力为滑动摩擦力，根据动量定理有：
(1)当它停止运动时受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于物体此时的水平方向合力，即：$F_{f} = \mu mg = 0.7 \times 5 \times 10N = 35N$。
(2)当物体在18m/s的速度沿水平面运动时，物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，根据动量定理有：$F_{f}\Delta t = mv_{2} - mv_{1}$，其中$\Delta t$非常小，可以认为$\Delta t = 0$，所以$F_{f} = \mu mg = 0.7 \times 5 \times 10N = 35N$。
(3)当它在水平面上以$v = 5m/s$的速度做匀速直线运动时，物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小仍等于$35N$。
五、课堂小结
本节课我们学习了动量定律的内容、表达式及矢量性，并运用动量定律分析、解决了一些实际问题。要掌握好动量定律的内容及表达式，并能运用动量定律分析、解决实际问题。
六、课后作业
请完成课本第6页的练习题。
七、板书设计
一、动量定律：物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。表达式：$Ft = mv_{2} - mv_{1}$或$\Delta P = Ft$。二、教学重难点(略)三、例题分析(略)四、课堂小结五、课后作业六、板书设计(略)七、例题分析(略)八、小结(略)九、附图(略)十、作业布置(略)十一、课后习题答案(略)十二、教学反思(略)
一、教学目标
1. 知识与技能：掌握动量定律的内容、表达式、适用条件，理解表达式中各物理量的含义，会用动量定律解释一些简单的物理现象。
2. 过程与方法：通过实验探究动量定律，体验科学研究的过程和方法。
3. 情感态度与价值观：通过实验探究培养科学态度、科学精神、科学方法以及科学道德。
二、教学重难点
1. 教学重点：动量定律的内容、表达式及适用条件。
2. 教学难点：动量定律的矢量性及在解题中的应用。
三、教学过程
1. 创设情境，提出问题
教师首先向学生展示一些生活中常见的物体碰撞现象，如篮球与地面相撞，乒乓球与桌面相碰等。引导学生观察这些现象，并思考这些碰撞过程中有哪些量发生了变化。
2. 实验探究，得出规律
教师指导学生通过实验探究，测量物体碰撞前后的速度和碰撞时间，并记录数据。根据实验数据，引导学生分析碰撞前后物体的总动量是否发生变化，并尝试总结出动量变化与作用时间的关系。
3. 得出结论
根据实验结果，引导学生得出动量定律的内容：物体相互作用时，相互作用的一对物体的总动量的变化量等于两物体相互作用时所受的外力的矢量和。并推导出表达式：ΔP12 = FΔt。
4. 解释说明
教师向学生解释动量定律的适用条件和表达式中各物理量的含义。同时，通过一些简单的例题，帮助学生理解动量定律在解题中的应用。
5. 常见问题解答
教师总结学生在学习动量定律过程中可能遇到的一些问题，并给出解答。例如：动量定律中的正方向如何选取？表达式中的时间如何测量？如何根据实验数据求出作用力的大小？等等。
四、小结作业
本节课结束后，教师对本节课的主要内容进行总结，并布置一些相关的练习题以巩固学生对动量定律的理解和掌握。