1.1 动量（教学设计）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第一册）

1.1 动量 教学设计 备课人 学科 物理 课题 1.1 动量 教学内容分析 动量是用来描述物体运动状态的物理量，它对时间的变化率即为力，是物理学中的重要概念。动量还是适用范围最广的概念之一。大量事实表明，无论是宏观物体的低速运动及相互作用，如台球的碰撞、火箭的发射，还是微观粒子的高速运动和相互作用，都可以用动量概念加以描述。 本节教材以“寻求碰撞中的不变量”为线索，通过演示两个完全相同钢球的对心碰撞，让学生对碰撞中的不变量提出猜想。为了判断猜想是否正确，改变实验条件，再进行两个质量不同、大小相同的钢球的对心碰撞。当猜想被否定之后，再设计新的实验方案进行研究。通过从特殊到般，从定性到定量的多轮“问题—猜想—实验方案设计—证据收集—数据分析—得出结论”的科学探究过程，逐步达到对不变量的正确认识。教材的这一编写思想体现了科学探究的基本方法与严谨求真的科学态度。教学时要引导学生充分经历和体验这一探究过程。 教材的主要意图在于体现寻求守恒量是科学研究的一条路径，沿着这一路径，定义动量概，念就是水到渠成的。学生在学习初中和高中物理时，已经了解了动能、速度、质量等相关概念和质量守恒、电荷守恒、机械能守恒等相关规律，这为学生寻求碰撞中的不变量提供了扎实的基础。 学情分析 学生在过往学习中，学习了质量、速度、动能等概念和质量守恒、电荷守恒、机械能守恒等相关规律，这些为学生寻求碰撞中的不变量提供了扎实的基础，有利于学生接受动量这一新概念。动量概念的引入是以碰撞实验为基础的，引入动量概念要注意做好钢球碰撞实验，观察钢球上升的高度判断钢球碰撞前、后的速率大小，让学生经历动量概念的科学探究过程。 教学目标 1.了解生产生活中的各种碰撞现象。 2.经历寻求碰撞中不变量的过程，体会探究过程中猜想、推理和证据的重要性。 3.知道动量概念及其单位，会计算动量的变化量。 4.认识动量是描述物体运动状态的物理量，深化运动与相互作用的观念。 教学重难点 1. 重点：动量的概念、计算动量的变化量 2. 难点：设计实验并分析数据寻找碰撞中的不变量 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 开篇点明碰撞是生活中常见的现象，请同学们举出碰撞例子，课件展示碰撞动图如下： 提问： （1）以上的碰撞现象有什么共同特点？（提示：尝试从作用时间、速度变化、力的变化等角度去思考。） （2）碰撞现象中是否遵循什么相同规律？ 总结：在物理学的发展历程中，物理学家逐渐形成了这样的观念：物理学的任务是发现普遍的自然规律；自然过程中包含着某种物理量的不变性，即存在守恒量，是物理规律最基本的表现形式之一，所以对碰撞规律的研究从遵循一个不变量开始。 举碰撞的例子 回答碰撞的共同特点：碰撞时间极短、速度和力瞬间变化 ... ... 思考并尝试回答碰撞可能遵循规律 从学生实际生活出发，让学生举例，引导学生学会从观察生活，提问让学生寻找共同特点到思考追寻规律，让学会体验物理问题的研究过程，在总结中告诉学生知道守恒思想在物理研究中的作用。 新课教学 一、寻求碰撞中的不变量 （1） 实验演示 现在请同学们观察以下演示实验，猜想以下碰撞中的不变量可能与哪些因素有关？ 【实验步骤】如图所示，A、B是两个悬挂起来的钢球，质量相等。使B球静止，拉起A球，放开A后与B碰撞。将上面实验中的A球换成大小相同的C球，使C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某一高度后放开，撞击静止的B球。然后拉起B至某一高度后放开，撞击静止的B球。观察两球碰撞后速度变化。 实验现象： （1）AB质量相等时，碰撞后 A 球停止运动而静止，B 球开始运动，最终摆到和 A 球拉起时同样的高度。说明A、B两球碰撞后，A的速度传递给了B。 （2）B与C碰撞后，B摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度，碰撞后B球获得较大的速度。 （2） 实验设计 提出问题： （1） 要想验证猜想，需要测量些物理量？ （2） 为实验方便操作和结果分析，我们在测量速度时，可以怎么办？ 介绍：这种碰撞叫做一维碰撞。 （3）实验需要哪些实验器材？ (4)请简述测量速度的方案设计？ （3） 实验操作 展示实验操作步骤视频。 （4） 数据分析 展示实验数据表： 提问：以下是某组同学实验后得出的数据记录，根据数据猜想以下碰撞中的不变量是什么？ 提问：如何验证猜想？ 实验结论:从实验数据可以看出，此实验中两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等，但质量与速度的乘积之和却基本不变。 学生，观察演示实验，在老师引导下提出这一个不变量与物体的质量和速度有关。 回答： （1）需要测量两个相互碰撞物体的质量和速度。 （2）需保证两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动。 （2）实验器材：天平、测速度仪器（打点计