1.3 动量守恒定律（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）

1.3 动量守恒定律 教学设计 备课人 学科 物理 课题 1.3 动量守恒定律 教学内容分析 动量守恒定律既适用于宏观世界，也适用于微观世界；既适用于低速运动，又适用于高速运动。它是适用范围比牛顿运动定律更广的一条普遍规律。本节根据牛顿第三定律和动量定理推导得出：不受外力（或所受合外力为0）的系统，在系统内部相互作用的过程中，系统的总动量守恒。建立在牛顿第三定律及动量定理基础上的理论推导和本章第1节的实验探究相结合，有利于帮助学生更好地理解动量守恒定律，深化对物体之间相互作用规律的理解。动量守恒定律既是本章的核心内容，也是整个高中物理的重点内容。 学情分析 学生在学习本节内容之前已经学习了动量和动量定理，有一定的知识储备，同时也具备一定的逻辑思维能力，能在熟悉的问题情境中应用常见的物理模型，但在新情境中则不行；学生已掌握科学探究的一般方法，但基于证据证明物理结论的能力有待提高。 教学目标 1.能运用动量定理和牛顿第三定律分析碰撞现象中的动量变化。 2.在了解系统、内力和外力的基础上，理解动量守恒定律。 3.能够运用动量守恒定律分析生产生活中的有关现象。 4.了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。 教学重难点 1.教学重点：理解动量守恒成立的条件及定律的表达式的推导及应用。 2.教学难点：理解动量守恒的物理内涵，动量守恒定律方程的矢量性，应用动量守恒定律解决问题。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 播放视频，提问学生：观看视频，猜一下冰壶碰撞前后两冰壶的动量之和不变的结论是否还适用，怎样证明这一规律普遍适用？ 学生自行思考证明冰壶碰撞前后两冰壶的动量之和不变，并发表自己的意见。 利用冰壶运动视频，引导学生全方位思考问题，同时激发学生的体育兴趣和学生观察生活、思考生活的习惯。 新课教学 第一部分：相互作用的两个物体的动量改变 展示情景：如图中在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A，B，当B追上A时发生碰撞。碰撞后A、B的速度分别是v′1和v′2。碰撞过程中A所受B对它的作用力是F1，B所受A对它的作用力是F2。碰撞时，两物体之间力的作用时间用Δt表示。你能根据以上信息推导A、B碰撞之后动量之和的变化情况吗？引导学生思考回答。 （2） 推导过程 (1)以物体A为研究对象，根据动量定理，物体A动量的变化量等于它所受作用力F1的冲量，即 (2)以物体B为研究对象，物体B动量的变化量等于它所受作用力F2的冲量，即 (3) 根据牛顿第三定律可知两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力 (4) 整理得 （3） 归纳总结 提出问题：碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况是怎么样的呢？ 利用下图引导学生思考： 在学生总结归纳基础上提炼： 1.两物体各自即受到对方的作用力，同时又受到重力和桌面的支持力，重力和支持力是一对平衡力。 2.两个碰撞的物体在受到外部对它们的作用力的矢量和为零的情况下动量守恒。 学生在老师引导下思考讨论交流得出推导过程。 交流讨论问题，并在教师的提示引导上逐步完善动量之和前后不变的受力情况。 通过建立物理模型，通过已学知识去解答未知内容，初步形成动量守恒定律的条件。 第二部分：动量守恒定律 教师直接在上述基础上提炼系统及系统的内力和外力： 1.系统：相互作用的两个（或多个）物体构成一个系统。 2.内力：系统内部物体相互之间的作用力。 3.外力：外部物体对系统内部物体的作用力。 （二）动量守恒定律 然后让学生阅读课文，总结动量守恒定律的内容及条件。 教师在对学生回答交流上总结提炼以下知识： 1.内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。 2.表达式： 3.条件： ①系统不受外力或所受合外力为零（严格条件） ②虽然受外力不为零，但内力>>外力，且作用时间极短，爆炸，碰撞类问题（近似条件） ③虽然受外力不为零，但某方向上不受外力，则该方向动量守恒。（某方向动量守恒，系统动量实际不一定守恒） （三）思考与讨论 如图所示，静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻弹簧。 （1）烧断细绳后，由于弹力的作用，两辆小车分别向左、右运动，它们获得了动量，它们的总动量是否增加了？ （2）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，右边小车获得了动量，那么它们的总动量是否守恒？ （3）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，当弹簧恢复原长时，松开左边小车，哪个过程它们的总动量不守恒，哪个过程它们的总动量守恒？ （4） 典例精析 【例题1】在列车编组站里，一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的