第一章 动量守恒定律（大单元整体教学设计）-【大单元教学】高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第一册）

2024-2025高中物理（人教2019版）大单元学科素养教学设计 单元教学课题 高中物理选择性必修1 第一章《动量守恒定律》 学科 单元 年级 授课人 物理 动量守恒定律 高二 Xxx 单元内容 一、教材简介 普通高中物理教科书《选择性必修一》该书是等级性考试模块中继必课程之后的选择必修性课程里面的第1本教材。由“动量与动量守恒定律”“机械振动与机械波”“光及其 应用”三个主题组成， 是高中学生物理学科核心素养发展的共同基础，贯彻落实了立德树人根本任务。 该书学生必做实验有四个：《验证动量守恒定律》、《用单摆测量重力加速度的大小》、 《测量玻璃的折射率》、《用双缝干涉实验测量光的波长》。 二、本章概述 第一章《动量守恒定律》是牛顿经典力学领域重要的一块拼图，也是力与运动、功能关系，动量和动量守恒大综合的一个内容，突出体现了高中物理课程的学科本质和学科素养。 本单元教学内容：本章共6节，大致可以划分为三个部分 第一部分包括第1、2节，即“动量”“动量定理”，这部分内容侧重引导学生理解动量、冲量和动量定理，并能用其解释生产生活中的有关现象。第二部分包括第3、4节，即“动量守恒定律”“实验:验证动量守恒定律”，这部分内容侧重介绍动量守恒定律的建立过程，并要求学生能用其解释生产生活中的有关现象。第三部分包括第5、6节，即“弹性碰撞和非弹性碰撞”“反冲现象 火箭”，这部分内容介绍动量守恒定律的应用。 本单元内容的逻辑结构: 本单元内容可开发的教学活动与资源:学校实验室活动，学生自主探究、小组兴趣活动、网络整合资源。 本单元教学重点：动量、冲量、反冲概念，动量定理理解运用。动量守恒定律的理解运用。 本单元教学难点:动量定理处理流体问题。综合运用动量守恒处理碰撞、反冲、火箭发射、板块和人船模型等综合性问题。 2020新课标要求 1. 1.1理解冲量和动量。通过理论推导和实验，理解动量定理和动量守恒定律，能用其解 释生产生活中的有关现象。知道动量守恒定律的普适性。 1.1.2通过实验，了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。定量分析一维碰撞问题并能解释生 产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。 1.1.3体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一。 单元学情 高中物理必修课程中力学、电学的内容为学生初步形成物质观、运动与相互作用观和能量观奠定了重要的基础.“动量守恒定律”这一章为学生进一步形成运动与相互作用观提供帮助.动量和动量守恒定律在高中物理教学中占据着非常重要的地位. 本章结构设计与以往教材相比有所调整,在强调知识传授的同时,还要体现科学探究精神,强调物理学中的“守恒思想”。 单元目标 1.1.1 理解冲量和动量。通过理论推导和实验，理解动量定理和动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象。知道动量守恒定律的普适性。 例1 知道火箭的发射利用了反冲现象。 例2 查阅资料，了解中子的发现过程,讨论动量守恒定律在其中的作用。 1.1.2 通过实验，了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。 1.1.3 体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一。 例3 查阅资料，了解太空物体的碰撞和微观粒子的碰撞等相关信息。 学业要求 能从理论推导和实验验证的角度，理解动量守恒定律，深化对物体之间相互作用规律的理解。能用动量和机械能的知识分析和解释机械运动现象，解决一维碰撞问题。 核心素养 物理观念：动量守恒定律是物理学中的重要定律，它反映了物质世界中的普遍规律。动量守恒定律的普适性，为学生深层次认识自然界的和谐与统一提供了很好的例证，为解决力学问题开辟了新的途径。教科书通过寻找碰撞中不变量的过程建立动量的概念，以强化对 动量概念的理解，注重守恒观念的落实。注意引导学生从系统的视角研究物理问题，突出动量知识的应用，帮助学生进一步认识运动与相互作用。 科学思维：抽象与概括（科学方法 栏目） 在动量概念的建立过程中，物理学家研究了各种各样的碰撞现象，寻找物 理量来揭示运动的本质。通过抽象、概括等方法提出了动量的概念，并通过 动量守恒定律建立了自然界的相互联系。 为了揭示事物的本质和规律，往往需要根据研究对象和问题的特点，从研 究的目的出发，忽略个别的、非本质的属性，抽取共同的、本质的属性进行 研究，这是一种抽象的思维方法。把事物共同的、本质的属性提炼出来，从而推广到同类事物上去，找到事物的共同属性，这是一种概括的思维方法。 科学探究：教材基于生活中的碰撞现象，以“寻求碰撞中的不变量”为线索，先通过两个完全相同钢球的对心碰撞实验演示，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，通过实验条件的改变， 再进行两个质量不相同的小球的对心碰撞。当猜想又被否定之后， 再设计新的实验方案进行研究。通过从定性到定量的多轮“问题→ 猜想→实验方案设计→证据搜集→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。 科学态度与责任：教科书通过提供真实的碰撞数据，并安排了学生实验，让学生通过实验， 搜集数据并进行分析得出结论，培养学生严谨认真，事实求是的态度。编排了 “历史上关于运动量度的争论”等，以加深对科学本质的认识。 “STSE”栏目中的“汽车碰撞试验”则引导学生关注安全问题，能运用动 量守恒定律解释生产生活中的有关现象，增强社会责任感。三级火箭等介 绍则集中反映了科学态度与责任的核心素养培养，以激励学生逐渐形成探索自然的内在动力，培养民族自豪感。 达成评价表 水平等级 水平标准描述 自评 互评 等级一 能用动量的视角描述物体运动状态的变化，知道动量的变化量的描述和表达。 等级二 能根据动量定理解释运动中的缓冲现象，运用动量守恒定律处理碰撞、打击和爆炸中的运动问题。初步构建大动力观念。 等级三 能对常见的生活生产、体育交通中的动量问题进行分析推理，过程中提出质疑，养成科学思维的严谨性和科学探究意识。 单元课时活动和活动实施表 课时安排建议 第1节 动量 1学时 第2节 动量定理 1学时 第3节 动量守恒定律 2学时 第4节 实验：验证动量守恒定律 2学时 第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞 1学时 第6节 反冲现象 火箭 1学时 第1节 《动量》学习活动规划 学习内容 1.动量（包含：教材中问题、做一做、思考与讨论、例题、科学漫步，练习与应用） 课型课时 探究型 1课时 课时目标 1物理观念： 理解动量的概念及其矢量性，理解动量的变化，并要求学会动量变化量的求解。 2科学思维： 能从引导探索的形式理解动量的概念和意义，培养学生思考分析能力。认识建构模型在物理思维方法中的应用。 3科学探究： 通过对寻找碰撞前后守恒量的探究过程，尝试用科学探究的方法研究物理问题，能在观察和实验中发现问题、提出合理猜想与假设；具有设计探究方案和获取证据的能力。 4科学态度与责任： 具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。 达成评价 理解用物体质量和速度乘积描述物体运动的合理性和必要性 驱动性问题与活动 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？ 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，对碰撞规律的研究是不是从遵循一个不变量开始呢？ 学习活动 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。 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？ 利用光电门测速 两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动 的小车碰撞一辆静止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。 ，式中 Δx 为滑块上挡光片的宽度， Δt 为数字计时器显示的滑块上挡光片经过光电门的时间。 利用打点计时器测速 将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车 A 运动，小车B 静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体（如下图所示）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。 学生观看视频，学习规范操作实验。 猜想1：两个物体碰撞前后动能之和不变，所以质量小的球速度大； 猜想2：两个物体碰撞前后速度与质量的乘积之和可能是不变的…… 也许还有…… 学生分析计算： 得出实验结论。 及时性评价 收集学生得出的结果，进行统计,评价后提出动量p=mv. 作业设计 通过分层小组题目设计掌握学生掌握动量概念，会计算动量和动量的变化量. 板书小结 1探寻碰撞中的不变量：实验方案 实验方法 数据处理 动量 1动量：单位、矢量、计算 教学反思 （1）成功之处： （2）不足之处： （3）改进措施 第2节 《动量定理》学习活动规划 学习内容 2.动量定理（包含：教材中问题、做一做、思考与讨论、例题、科学漫步，练习与应用） 课型课时 研究型 1课时 课时目标 1物理观念： 能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式；理解动量定理的确切含义，知道动量定理适用于变力。 2科学思维： 会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题。 3科学探究： 通过对动量定理的探究过程，尝试用科学探究的方法研究物理问题，认识物理模型工具在物理学的作用。 4科学态度与责任： 有参与科技活动的热情，有从生活到物理，从物理到生活的意识。 达成评价 完成小组探究和讨论、能自主解决动量问题，合作处理情景综合问题。自评、和小组互评。 驱动性问题与活动 有些船和码头常悬挂一些老旧轮胎，你知道这些轮胎有什么作用吗？ 以下图片中的原理和上述例子相同的有哪些？ 以上情景中物体的受力与各自的动量变化有怎样的关系呢？ 学习活动 利用牛顿第二定律推导动量定理 【情景1】在光滑水平面上的质量为m 的物体在水平恒力F 的作用下，经过时间t，速度由v 变为v′。 【分析】如图所示,物体的初动量为 p= mv,末动量为p′ = mv′ , 由加速度的定义式: 由牛顿第二定律F = ma = , 可得Ft= mv′ - mv ，即Ft= p′ - p 【情景2】假设在拉力 F 和阻力f 的共同作用下，质量为m的物块的速度由v1 变为v2 ，已知两力作用的时间为 t，试运用运动学公式和牛顿第二定律来表述加速度，联立两式消去加速度，找出力与质量和速度的关系。 冲量 请同学们阅读课文，总结找一下有关冲量的概念。 １.定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I，用公式表示为 I=Ft 2.单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s 3.冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同 4.冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应 回想一下之前学习过的功，想想它与冲量有哪些异同？ 冲量与功的比较 如果在一段时间内的作用力是一个变力，又该怎样求这个变力的冲量？ 展示下列两图，并让学生总结冲量求解方法： （1）把碰撞过程细分为很多短暂过程，每个短暂过程中物体所受得力没有很大的变化，这样对于每个短暂过程就能够应用 Ft =Δp ，把应用于每个短暂过程的关系式相加，就得到整个过程的动量定理。在应用Ft =Δp处理变力问题时，式中F应该理解为变力在作用时间内的平均值。 冲量与物体动量的改变量间的关系有什么具体定量关系 1.内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。 2.表达式：，或 3.理解： (1)表明合外力的冲量是动量变化的原因； (2)动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同; （3）动量的变化率：动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理，得，可见，动量的变化率等于物体所受的合力。当动量变化较快时，物体所受合力较大，反之较小；当动量均匀变化时，物体所受合力为恒力。 （2） 动量定理的应用步骤 1、确定研究对象：一般为单个物体； 2、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量； 3、明确研究对象的初末状态及相应的动量； 4、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化； 5、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。 （四）动量定理解释生活现象 （1）这些场景中的垫子、沙坑、轮胎的缓冲为什么可以保护好人和船不受到太大力的作用？ 提示：由Ft=Δp可知：△p一定，t长则F小 (2)这些场景中为什么物体可以获得更大的作用力呢？ 提示：由Ft=Δp可知：△p一定，t短则F大 流体模型 想一想：人们常说“滴水穿石”，请你根据下面所提供的信息，估算水对石头的冲击力的大小。一瀑布落差为h＝20 m，水流量为Q＝0.10 m3/s，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零。(落在石头上的水立即流走，在讨论石头对水的作用时可以不考虑水的重力，g取10 m/s2) 提示学生解答这个问题需要建立“流体模型”： 1.基本方法：用动量定理解决流体问题，一般采用微元法：即取一个很短时间Δt，对Δt内流出液体Δm用动量定理。 2.解题的关键： （1）确定Δm与Δt、液体的速度、密度等关系。 （2）确定Δm作用前后速度的变化。 （3）Δt趋近零时，Δm很小，所受的重力均不计。 3.特点： ⑴对水枪喷射问题，当空中水柱稳定后，空中水的体积不变，任何时间内从枪口射出的水等于射向墙壁或物体的水。 ⑵若水柱不散开，水柱的横截面积与水的速度成反比。 及时性评价 对不同小组的课堂活动进行归纳分析，提出课堂活动的合理性、安全性、可操作性和间接性等。 作业设计 完成课堂活动。完成小组分层练习。完成作业反思归纳。 及时性评价 对小组活动量化，进行统计,评价后提出鼓励和建议. 作业设计 通过分层小组题目设计掌握学生掌握反冲概念，会计算反冲类应用问题. 板书小结 1动量定理：推导 冲量 内容 公式 动量定理 2动量定理的应用：对象 过程 方向 初末状态 教学反思 （1）成功之处： （2）不足之处： （3）改进措施 第3节 《动量守恒定律》学习活动规划 学习内容 3.动量守恒定律（包含：教材中问题、做一做、思考与讨论、例题、科学漫步，练习与应用） 课型课时 研究型 2课时 课时目标 1物理观念： 能在一维情况下，两物体的相互作用情境中由牛顿定律及动量定理推导出动量守恒定律。理解并掌握定内容及定律成立条件，了解定律的几种数学表达式。 2科学思维： 能在具体问题中判断动量是否守恒，能熟练运用动量守恒定律解释现象和解决问题。 3科学探究： 通过对动量概念及动量守恒定律的学习，了解归纳与演绎两种思维方法的应用，参加小组讨论师生互动，经过思考，发表自己的见解经历，实验探究过程发现规律。 4科学态度与责任： 主动与他人合作的团队精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，培养学生将物理知识，物理规律进行分析，比较与联系，养成自主构建知识体系的意识，培养实事求是，具体问题具体分析的教学态度。 达成评价 完成小组探究和讨论、能自主解决动量问题，合作处理情景综合问题。自评、和小组互评。 驱动性问题与活动 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？ 学习活动 1、 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。 思考：第一节中我们通过分析一辆小车碰撞一辆静止小车，得出碰撞前后两辆小车的动量之和不变的结论。对于冰壶等物体的碰撞也是这样么？怎样证明这一结论？这是一个普遍的规律么？ 2、相互作用的两个物体的动量改变 3、如图所示，子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，子弹与木块作为一个系统动量是否守恒？说明理由。 分析：此题重在引导学生针对不同的对象（系统），对应不同的过程中，受力情况不同，总动量可能变化，可能守恒（子弹射入一瞬间，A、B动量守恒）。 4、一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。 分析：炸裂前，可以认为导弹是由质量为m1和(m-m1)的两部分组成，导弹的炸裂过程可以看做这两部分相互作用的过程。这两部分组成的系统是我们的研究对象。在炸裂过程中，炸裂成的两部分都受到重力的作用，所受外力的矢量和不为零，但是它们所受的重力远小于爆炸时燃气对它们的作用力，所以爆炸过程中重力的作用可以忽略，可以认为系统满足动量守恒定律的条件。 阅读课文，外什么说动量守恒定律具有普适性？ 1.动量守恒定律不仅适用于正碰，也适用于斜碰；不仅适用于碰撞，也适用于任何形式的相互作用；不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统。 2.动量守恒定律不仅适用于宏观、低速问题，而且适用于高速、微观的问题。 3.动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。 及时性评价 对不同小组的活动效果进行统计，提出小组活动的理性、科学性等。 作业设计 完成课堂活动。完成小组分层练习。完成作业反思归纳。 板书小结 动量守恒定律 1实验探究：对象系统 条件 分析过程 2动量守恒定律的应用：对象 条件 方向 初末状态 3动量守恒定律的普适性 教学反思 （1）成功之处： （2）不足之处： （3）改进措施 第4节 《验证动量守恒定律》学习活动规划 学习内容 4.验证动量守恒定律（包含：教材中问题、做一做、思考与讨论、例题、科学漫步，练习与应用） 课型课时 实验型 2课时 课时目标 1物理观念： 通过两种实验方案验证动量守恒； 2科学思维： 按照实验思路设计不同试验方案，科学的在不同实验方案中对各物理量进行测量，对实验数据进行分析，最大程度的减小实验误差，达到验证动量守恒的目的；对于发展学生的运动与相互作用的观念和科学思维至关重要。 3科学探究： 准确理解实验思路，从更好的执行两种实验方案，达到对实验进行探究或验证的目的，在实验中要注重各物理量之间的相互关系，加深对物体相互作用过程中系统动量守恒的理解； 4科学态度与责任： 在物理实验中要有严谨的实验思路，学会从多个方面思考问题，用实验来验证物理规律，在物理实验中养成良好的团队合作精神。 达成评价 完成小组探究和讨论、能自主解决动量问题，合作处理情景综合问题。自评、和小组互评。 驱动性问题与活动 在粗糙平面上的两个钢球发生的碰撞满足合外力为零的条件吗，怎么创造动量守恒的环境？ 学习活动 1、提出问题： .系统动量守恒的条件是什么？ 对学生回答的条件进行标记总结，帮助学生理解。 2、系统满足动量守恒定律的公式是什么？ 引导学生思考：上一节课我们分别通过动量定理和牛顿运动定律两个不同的角度，理论上证明了动量守恒定律，那么我们如何通过实验来加以验证呢？ 3、两个物体在发生碰撞时，作用时间很短。根据动量定理，它们的相互作用力很大。如果把这两个物体看作一个系统，那么，虽然物体还受到重力、支持力、摩擦力、空气阻力等外力的作用，但是有些力的矢量和为0，有些力与系统内两物体的相互作用力相比很小。因此，在可以忽略这些外力的情况下，碰撞满足动量守恒定律的条件。 问题：我们应该怎样设计实验，使两个碰撞的物体所组成的系统所受外力的矢量和近似为0？ 学生思考，教师总结。 我们研究最简单的情况：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。应该尽量创造实验条件，使系统所受外力的矢量和近似为0 4、问题：想要验证动量守恒定律，需要测量哪些物理量？ 学生思考，教师总结： 根据动量的定义，很自然地想到，需要测量物体的质量，以及两个物体发生碰撞前后各自的速度。 教师：那么物体的质量我们可以直接用天平测量，物体碰撞前后的速度呢？ 学生回忆之前我们学习了哪些测量物体速度的方法。最后教师总结可行的方法进行实验的设计。 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 实验器材： 设计思路： （1）如何调整使系统合外力为0？ （2）实验得到什么样的结果说明系统动量守恒？ 教师在学生回答问题基础上和学生一起归纳实验步骤： (1)用天平测量两滑块的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中。 (2)安装光电门，使两个光电门之间的距离约为50cm。 (3)导轨通气后，调节气垫导轨水平，使滑块在气垫导轨上保持不动或匀速直线运动。 (4)使两滑块依次发生上图三种碰撞情况，计算滑块碰撞前后的速度。 (5)改变滑块质量，重复步骤(4)。 (6)整理实验仪器，数据处理，寻找守恒量。 实验数据记录与处理 提出问题：如何进行设计分析得出什么样的结论？ 教师引导归纳并对数据分析进一步归纳得出： mA＞mB , 运动滑块A撞击静止滑块B。 mAv1=mAv2+mBv3 运动滑块A撞击静止滑块B，撞后两者粘在一起。 mAv=(mA+mB)v共 两静止滑块被弹簧弹开，一个向左，一个向右 0=mAvA-mBvB 实验结论 在实验误差允许范围内，碰撞前后两个小车的动量守恒。 用平抛演示仪装置验证动量守恒定律 实验器材： 设计思路： （1）该实验动量守恒的条件是什么？ （2）实验得到什么样的结果说明系统动量守恒？ 实验步骤： (1)先用天平称量出两个小球的质量m1、m2。 (2)安装好实验装置，注意使实验器的斜槽末端点的切线水平。 (3)在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。 (4)在白纸上记下重垂线所指的位置 O，它表示入射小球 m1碰撞前球心的竖直投影点。 (5)先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一位置处静止滚下，重复 10 次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射小球不碰撞时的落地点。 （6）把被碰小球放在斜槽轨道末端，让入射小球从同一位置静止滚下，使它们发生正碰，重复 10 次，同理求出入射小球落点的平均位置 M 和被碰小球落点的平均位置N。 实验数据记录与处理 提出问题：如何进行设计分析得出什么样的结论？ 教师引导归纳并对数据分析进一步归纳得出： 用刻度尺测出线段 OM、OP、ON 的长度，把两小球的质量和相应的水平位移数值代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看等式是否成立。 实验结论 m1OP＝m1OM＋m2ON 结论:碰撞前两小球的动量之和等于碰撞后两小球的动量之和。 单摆测速验证动量守恒 实验器材： 设计思路： （1）该实验动量守恒的条件是什么？ （2）实验得到什么样的结果说明系统动量守恒？ 实验步骤： (1)先用天平称量出两个小球的质量m1、m2。 (2)安装好实验装置，注意使两球球心在同一水平线上。 (3)现将A球拉开让细绳与竖直方向夹角为θ，然后将细绳由静止释放，然后让其与B球相撞，然后记下AB组合达到最高点时细绳与竖直方向的夹角β。 (4)记录对应的θ和β。 实验数据记录与处理 提出问题：如何进行设计分析得出什么样的结论？ 教师引导归纳并对数据分析进一步归纳得出验证以下结就可以得出结论： 实验结论 结论:碰撞前两小球的动量之和等于碰撞后两小球的动量之和。 用打点计时器验证动量守恒 实验器材 问题 （1）如何调节使该实验装置动量守恒？ （2）实验得到什么样的结果说明系统动量守恒？ 实验步骤 1)先用天平称量出两个小车的质量m1、m2。 (2)安装好实验装置，注意使两小车重心在同一水平线上。 (3)将固定带有打点计时器的一端垫高，将小车放在轨道上，轻轻推动小车，让小车在轨道上做匀速直线运动。 (4)将纸带穿过打点计时器并固定在小车A的一端，让小车B静止的放置在木板上； （5）先接通电源，再释放纸带，接着与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体继续运动； （6)关闭电源，取下纸带，换上新纸带，重复步骤(4)(5)(6)，选出较理想的纸带如图乙所示； 实验数据记录与处理 提出问题：如何进行设计分析得出什么样的结论？ 教师引导归纳并对数据分析进一步归纳得出验证以下结就可以得出结论： 实验结论 在实验误差允许范围内，碰撞前后两个小车的动量守恒。 及时性评价 对不同小组的实验现象进行归纳分析，提出实验设计的合理性、安全性、可操作性和间接性等。 作业设计 完成实验数据采集、分析数据、得出结论。完成小组分层练习。完成作业反思归纳。 板书小结 实验：验证动量守恒定律 1实验思路： 2物理量的测量 3数据分析 教学反思 （1）成功之处： （2）不足之处： （3）改进措施 第5节 《弹性碰撞和非弹性碰撞》学习活动规划 学习内容 5.弹性碰撞和非弹性碰撞（包含：教材中问题、做一做、思考与讨论、例题、科学漫步，练习与应用） 课型课时 研究型 2课时 课时目标 1物理观念： 握弹性碰撞、非弹性碰撞的特点。 2科学思维： 会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。 3科学探究： 观看演示视频后学生分组探究碰撞现象的特点，教师引导总结碰撞问题中的守恒量，能对常见的一维碰撞问题进行定量计算。 4科学态度与责任： 感受不同碰撞的区别，培养学生勇于探索的精神。加深对动量守恒与能量守恒定律的理解，能运用这两个定理解决一些简单的与生产、生活相关的实际问题。 达成评价 完成小组探究和讨论、能自主解决动量问题，合作处理情景综合问题。自评、和小组互评。 驱动性问题与活动 为什么碰撞后粘在一起损失的动能最大，什么样的碰撞才叫弹性碰撞呢？ 学习活动 1、生活中存在着各种碰撞现象 思考： 碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产生破坏，网球受球拍撞击而改变运动状态…… 物体碰撞中动量的变化情况，前面已进行了研究。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？ 物体碰撞时，通常作用时间很短，相互作用的内力很大，因此，外力往往可以忽略不计，满足动量守恒条件。下面我们从能量的角度研究碰撞前后物体动能的变化情况，进而对碰撞进行分类。 研究两辆小车碰撞前后总动能的变化情况 2、如图，两个小球相碰，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也叫作对心碰撞或一维碰撞。 3、已知：如图，地面光滑，物体以速度与原来静止的物体发生弹性碰撞，碰后它们的速度分别为和，求和。 分析：由动量守恒得：……① 由机械能守恒得：……② 联立①②得： 请学生分析几下几种情况下的速度情况： （1）若 （2）若 （3）若 学生回答，教师总结： （1）若；得：；则：两小球交换速度。 （2）若；得：；则：速度几乎不变，以近乎两倍的速度被撞出去。 （3）若；得：；则：几乎以原速弹回，几乎不动。 4、如图，在光滑水平面上，两个物体A、B的质量都是m，碰撞前B静止，A以速度v 向它撞去。碰撞后某一瞬间AB速度相同，问此刻该系统的总动能是否会有损失？损失的总动能为多少？ 变式：若碰撞后某时A的速度为，求： （1）此时B的速度； （2）此刻A、B的总动能，这种情况损失的动能比原题中损失的动能大还是小？ 及时性评价 对不同小组的活动进行归纳分析，提出问题研究的合理性、科学性等。 作业设计 完成活动凭借。完成小组分层练习。完成作业反思归纳。 板书小结 弹性碰撞和非弹性碰撞 1弹性碰撞： 2非弹性碰撞 3碰撞的示例分析 教学反思 （1）成功之处： （2）不足之处： （3）改进措施 第6节 《反冲现象 火箭》学习活动规划 学习内容 6.反冲现象 火箭：（包含：教材中问题、做一做、思考与讨论、例题、科学漫步，练习与应用） 课型课时 应用型 1课时 课时目标 1物理观念： 能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释。 2科学思维： 进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力 。 3科学探究： 通过演示视频，探究实验中的物理关系，分析得到什么是反冲运动，知道反冲运动的本质，并具备对反冲类问题进行定量运算的能力。 4科学态度与责任： 通过介绍我国成功地研制和发射长征系列火箭的事实，结合我国古代对于火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进先烈，激发学生热爱社会主义的情感。 达成评价 理解用物体质量和速度乘积描述物体运动的合理性和必要性 驱动性问题与活动 静止火箭在内力作用下的分裂过程满足什么规律，总动量为什么守恒？ 学习活动 1.教师以互动问答的方式，引导学生复习动量、动量守恒定律及其条件等相关知识。 2播放视频（观看23年8月14日下午，快舟一号甲运载火箭在西昌酒泉的发射）观看火箭升空过程。 3.【演示实验1】 将吹满气的气球释放，观察气球的运动。 【演示实验2】 自制易拉罐注满水后，喷水过程中发现易拉罐的旋转。 【演示实验3】 反冲式小船，注水后在水槽中前进。 【演示实验4】 反冲式小汽车，气球放球后小车前进。 提问：这几个实验的共同点是什么？ 点评学生的回答，并引出什么是反冲运动。 4做一做： 1.把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口（图甲），然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。 2.如图乙，把弯管装在可旋转的盛水容器的下部。当水从弯管流出时，容器就旋转起来。 反冲现象： 定义： 发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向后退。这种情况由于系统内力很大，外力可忽略，可用动量守恒定律来解释。射击前，炮弹静止在炮筒中，它们的总动量为0。炮弹射出后以很大的速度向前运动，根据动量守恒定律，炮身必将向后运动。只是由于炮身的质量远大于炮弹的质量，所以炮身向后的速度很小。炮身的这种后退运动叫作反冲（recoil） 反冲运动的特点：①.物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动 ②内力远大于外力（或在某一方向上内力远大于外力），系统动量守恒或在某一方向动量守恒。 ③机械能增加 反冲运动的理论依据 反冲运动和碰撞、爆炸相似，相互作用力一般很大，一般满足内力>>外力，所以反冲运动可用动量守恒定律来处理。 提高火箭速度的办法有哪些？ 阅读课文，了解中国火箭发展历程和总结人类通过哪些途径提高火箭质量比和喷气速度？ 如何提高火箭燃气的喷射速度？ 【提示】要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料， 目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂。 如何提高火箭提高火箭质量比？ 【提示】多级火箭能及时把空壳抛掉，使火箭的总质量减少，因而能够达到很高的速度，但火箭的级数不是越多越好，级数越多构造越复杂，工作的可靠性越差，目前多级火箭一般都是三级。 简述中国火箭发展历程？ ①古代火箭 我国早在宋代就发明了火箭，在箭支上扎个火药筒，火药筒的前端是封闭的，火药点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，火箭由于反冲而向前运动。 ②现代火箭结构 现代火箭较古代火箭结构复杂得多，现代火箭主要由壳体和燃料组成，壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去。 及时性评价 对小组活动量化，进行统计,评价后提出鼓励和建议. 作业设计 通过分层小组题目设计掌握学生掌握反冲概念，会计算反冲类应用问题. 板书小结 1反冲现象： 反冲和火箭 2火箭： 3人船模型： 教学反思 （1）成功之处： （2）不足之处： （3）改进措施 大单元学习评价量规表 评价指标（总分100分） 权重 评价等级及分值 得分 一级指标 二级指标 优 良（10-8） 一般（8-6分） 需要改进（6-0分） 生评 师评 小计 活动态度（15%） 学习兴趣 0.5 对本课题有非常浓厚的学习兴趣 对课题有较高的学习兴趣 对课题知识学习兴趣一般 学习态度 1 学习态度认真负责，努力实现预定任务 认真参与，在同伴协助下努力实现预定任务 认真参与，在同伴协助下实现未能预定任务 合作交流（20%） 与人合作 1 主动和同学配合，分工合作，乐于帮助同学 基本能和同学配合，做好自己分内工作 有需要时才和同学合作，喜欢个人学习 与人沟通 1 态度谦虚，认真倾听同学意见，能合作解决问题 会倾听同学意见，基本能和同学合作解决问题 不太喜欢发言和倾听同学意见，不喜欢和同学合作解决问题 收集资料（30%） 资料查找收集整理 1.5 能熟练运用多种搜集方法搜集资料，并有系统有条理整理资料 比较熟练运用多种搜集方法搜集资料，基本能整理好资料 运用的搜集方法单一，不太会整理资料 资源运用 1.5 根据资料内容的需要恰当合理地使用了各种媒体 能使用多种媒体，使用基本合理没有太大的不合理之处 能使用多种媒体但使用不恰当 小组成果展示（35%） 汇报交流 2 物理概念规律运用准确，语句通顺，表情丰富 物理概念规律运用较准确，语句比较通顺 没有使用物理概念规律 ，过于口语化 自作小实验物件展示 1.5 实验物件内容丰富资料符合课题 实验物件内容较丰富、资料较符合课题 实验物件内容不充分、资料比较单一 总计： 总体评价： www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $$