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视频课题：高中物理鲁科版选修3-5第1章第一节动量定理-江苏省 - 常州
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动量定理
一、学习目标
1．基于对“碰撞中的不变量”的追寻，感知在追寻不变量的过程中建立动量的概念； 2．通过理论探究和实验探究，让学生认识并理解动量定理，培养学生敢于质疑、善于分
析的意识，提高学生的理论探究能力；
3．介绍规律在生产、生活中的实际应用，培养学生理论联系实际，分析解决问题的能力。 二、重点
1．动量概念的建立；
2．动量定理的理论探究，并体会动量定理、动能定理、牛顿第二定律之间的关系； 3．用动量定理解释生活中的现象。 三、难点
1．动量矢量性的理解； 2．动量定理的理论探究。 四、设计思想
探究碰撞中的不变量中，学生体会到了碰撞中有一个重要的物理量“mv”，但是，这个物理量是什么？又有什么重要意义？这些，学生没有清晰的认知，还需要通过学习“动量、动量定理”来理解。而之前学生对力、牛顿第二定律等知识有了较好的掌握，具备从牛顿第二定律推导出动量定理表达式的基本能力。
学习即研究，学习者就是研究者，学习过程就是研究过程。本节课意图引导学生沿着理论探究的一般路径，研究力与动量变化的关系，并在研究过程中显性地展示用到的包括微元法、从特殊到一般的科学方法；通过质疑评价，发现新的研究问题；通过实验，创造真实的研究情境，让学生经历真正的科学探究过程。
本节课，承接上节课实验探究中的不变量，提出不变量mv是一个重要的物理量，本课的学习任务就是研究它的性质和规律。通过教师的引导提出对动量矢量性内涵的认识，即回归物理的本质；通过学生的趣味实验由学生主体提出研究力与动量变化的关系，通过质疑评价引导学生深度研究变力与动量变化的关系，理论推导结合dis实验、完善推广动量定理。通过解释生活中的现象来应用规律，最后比较分析力与运动关系的三个表达式，体会到物理学家研究自然的科学态度，即自然是多元的、科学发展的过程是曲折的、物理规律内在是自洽的。
五、教学资源
朗威Dis实验、笔记本、实物展台 足球、鸡蛋、海绵 六、教学设计
教师活动
学生活动
说明
视频实验引入：鸡蛋从30m高处落下，撞击彩钢板
自然界是和谐的，上节课我们探究了碰撞中的不变量，就是去发现并描述碰撞中的和谐美。是什么不变？ 对，mv是碰撞中的不变量。要知道不变或者守恒是自然界的一种重要关系，mv承载着碰撞中的守恒规律，它重不重要？今天我们就来学习mv
观看鸡蛋砸碎彩钢板的实验视频
复习上节课的不变量，
感知mv是一个重要的物理量，有深入研究的必要。
（1）创设情境，引发兴趣！ （2）教师通过和学生的对话认识“不变量mv”，是自然和谐美的一种具体表现，有进一步研究的必要
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的性质和规律。 新课：
一、 动量
带领学生梳理知识点，第（4）点结束后，教师提问：有没有问题？ 转折：但老师有问题！之前学过的动能式子中也有v，但动能是标量。为什么动量要定义质量成与速度的乘积，表达式中的v强调的是速度呢？同学们，知其然，更应知其所以然哪！其实，动量这样定义，动量的矢量性是有它的深刻内涵的，想不想知道？ 展示二维碰撞实验视频（图1）
介绍动量建立的历史：
过渡：两球的动量之和是不变的，但对一个球而言，它的动量在碰撞前后是变化的，我们用Δp来表示动量的变化
（5）动量的变化12-ppΔp
完成动量的相关内容填空 （1） 定义：物体的质量和速度的乘积 （2） 定义式：mvp （3） 单位：kgm/s （4） 矢标性：矢量，与瞬时速度的方向相同 （学生：没有问题） 疑惑，不明白老师为什么这样问 想知道！兴趣盎然！ 观察二维碰撞实验视频 发现碰撞中动量的矢量和不变。领悟动量的矢量内涵。 了解动量概念建立的历史过程法国的笛卡尔继承了伽利略的说法，提出了动量的初步定义； 荷兰的惠更斯通过实验发现了动量守恒，并指出这种守恒规律是有方向性的； 集大成者的牛顿给出了动量的严格定义。 动量的变化的方向：与速度变化的方向相同
（3）教师示范：对
动量的矢量性提出质疑：引导学生“知其然，更应知其所
以然”
教师通过语言的感染，激发学生认识“动量矢量性”内涵的兴趣 （4）教师通过展示二维碰撞的实验现象和结果，发现碰撞前后动量之代数和并不相等，怎么回事呢？思维的冲突引发了问题的研究，借助于画出动量的图示，发现前后动量守恒满足的是平行四边形法则，是动量矢量和不变！至此，学生才恍然道，原来，上节课探究碰撞中的不变量是一个关于矢量不变的规律，那动量的确应
该是矢量！ 过渡学生实验：头顶足球 问：顶球时头部什么感受？
问：那引起动量变化的原因是什么呢？
看来力与动量变化形影相随，必定有某种关系。同学们，新的问题来啦！ 问：下面我们研究什么问题？ 建立模型：（图2）
感觉头有点疼（笑）有力的作用！
引起动量变化的原因是力的作用。
提出问题：力与动量变化有什么关系？ 自己推导
学生头顶足球的实验既增加了趣味性，使得学生能通过实际真实的情境自然地提出：研究动量变化与力的关系的问题
1
2mvmvFt图1
图2
3 理论推导：
得出结论：
质疑评价：结合实际情况，你对上述 过程和结论还有什么疑问？ 问：变力情况下怎么处理呢？ （导）变力在什么条件下可以近似看成恒力？ 通过微元的处理方法，原来变力与时间的累积也等于这个过程初末动量的变化。这个结论是否正确，必须通过实验来检验。
实验论证：
让一辆小车去碰力的传感器（图6），力传感器能采集到碰撞中的实时作用力，用光电门完成对速度的测量。通过软件把数据呈现出来。（图7） 师生共同归纳总结：这个关系式就是动量定理的表达式。 二、动量定理 提出疑问： 不光滑，不止受一个拉力怎么办？ 变力怎么办？ 提出问题2：变力与动量变化的关系 指出微元的处理方法（图3、图4、图5）
要求整个时间内力与时间的乘积，把这些式子全部累加起来，就得到这样一个表达式
当时间间隔划分的趋于0，就变成了图线与时间轴所谓的面积，这个面积就是力与时间乘积的累积。
在误差允许范围内，变力与时间乘积的累积等于动量的变化。
而当通过模型建立推导出力与动量变化关系时，引导学生用质疑的眼光去对探究过程和结论提出疑问，这是理论探究的一个重要环节，学生交流后很快发现了不光滑，变力的情况怎么办？一个新的问题展开了……
对一般情况下推出的结论真的和实际相符合吗？这由科学探究中的重要环节--实验论证来完成
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mvmvn图6 图3 图4 图5
图7
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三、动量定理的应用
应用（1）鸡蛋砸破彩钢板
应用（2）一个鸡蛋从这么高的地方放下来，是否会破？那要使鸡蛋不破，有什么好办法？ 在生活中我们称为缓冲，大家还能举一些类似的例子吗？
应用（3）接下来，同学们自己做一做……抽纸条
解释（1）在这个短时间内
30m处下落，鸡蛋在碰前的动量大，碰撞过程动量的变化大，而碰撞时间极短，因而作用力大。 解释（2）通过延长作用时间，减小作用力.例举生活中缓冲现象
解释（3）当迅速抽动时，时间短，铜块的动量变化小，获得的速度就小，纸条抽出后，铜块在桌面上滑动的距离就小。
四、力与运动的关系 过渡：动量定理从力对时间的累积角度，描述了力与运动的关系，力与运动这个看似简单的问题，曾困扰了人们数千年，人们理清力与运动的关系也经历了一个复杂的过程，那么我们还学过哪些描述力与运动的关系式？
这三个关系式是否有重复的嫌疑？ 我们发现物理学家对力与运动的认识是多元化的，这种多元的认识方式使得人类对自然的认识逐步走向全面和深刻！ 描述力与运动的关系式有：
牛顿第二定律强调了力的瞬时性，动量定理从力对时间累积的
角度，而动能定理从力对空间的累积角度来认识力与运动的关系！
描述力与运动的三个关系式是否有重复？这样的质疑引发了对牛顿第二定律、动量定理、动能定理深刻理解。
本课小结： 物理知识 物理方法 物理态度
物理知识：动量、冲量、动量定理
物理方法：理论探究的一般路径 微元法 从特殊到一般 物理态度：科学发展的过程是曲折的！自然是多元又是统一的！ 规律本身是自洽的！
认知心理学的规律就是由简单到复杂，再由复杂到简明！所以归纳总结是必要的！
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