1.3动量守恒定律 教学设计-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

动量守恒定律 一、教学目标 1、物理观念：熟知动量守恒定律的基本内容，熟知系统，内力，外力等基本概念。 2、科学思维：通过状态图分析物理过程，学生学习如何构建物理模型，学习科学的分析方法。通过对例3解题思路的总结，学生体会动量守恒定律解题的基本思路。通过对例2结果的讨论，学生形成对答案进行审视的严谨的科学思维。 3、科学探究：通过运用动量定理和牛顿第三定律推导动量守恒定律，提升学生科学探究的能力。 4、科学态度与责任：通过运用动量定理和牛顿第三定律推导动量守恒定律，培养学生实事求是的科学态度，体会推导在科学探究过程中重要作用。通过对例5的分析，让学生体会物理和生活是紧密相连的，激发学生学习物理的兴趣。 二、教材分析 动量守恒定律即适用于宏观世界，也适用于微观世界，是自然界普遍适用的一条物理规律。本节首先根据动量定理和牛顿第三定律推导得出：系统不受外力或者所受外力矢量和为零的情况下，总动量保持不变。训练学生利用科学探究的思路和方法推导动量守恒定律，有利于培养学生科学探究的核心素养。动量守恒定律既是本章的重点，也是整个高中物理的重点内容，更是学生形成全面的运动与相互作用观的重要载体。本节的教学重点是通过科学探究的方法推导和理解动量守恒定律的内容和适用条件，掌握运用动量守恒定律解决问题的步骤，并能应用动量守恒定律解决相关问题。 三、学情分析 学生在使用动量守恒定律解题时，普遍不能找清研究对象，和研究过程，导致不能顺利解题，所以在讲解例题的过程中，有意识的训练学生寻找研究对象，分析相互作用的过程，学会通过画状态图的方法，找到列动量守恒表达式的关键切入点。 四、教学重难点 1、训练学生利用科学探究的思路推导动量守恒定律。 2、动量守恒条件的判断方法。 3、如何通过过程分析和状态分析，确定动量守恒的研究对象和研究过程，并列出正确的表达式。 五、教学过程（不能是课堂实录） 教师活动 学生活动 设计意图 展示本节课的学习目标。 引入： 通过回忆我们在第一节中分析一辆小车碰撞一辆静止的小车，得出碰撞前后两辆小车的动量之和不变的结论。引出本节的内容。 提出问题，对于其他物体的碰撞也是这样吗？ 观看视频（冰壶比赛） 提出问题，你能找到证据证明你的猜测吗？ 解释，证据的获取一般有实验归纳和逻辑推导两条道路。实验验证我们放到下一节课中去体会，本节课咱们主要想利用推导的思路来找到我们的证据。 在推导之前我们先学习几个概念：系统，内力，外力。几个概念。 通过班级间学生矛盾是内部矛盾还是外部矛盾，帮助学生理解内力，外力、系统的概念。 为了研究问题方便，我们研究一个一维的碰撞问题。出示题目。 我们需要得到什么就可以说明这两个物体碰撞前后总动量保持不变？ 可以用什么方法进行推导？相互作用力的方向怎么体现？ 同学们，下面给大家一点时间，大家在下面推导一下。同时巡视学生推导情况，及时发现问题和闪光点 学生推导完成后，找学生到黑板写出推导过程。 提出问题：碰撞过程中的相互作用是恒力吗？推导过程还正确吗？ 继续提问：如果不是在光滑水平面，这个结论还成立吗？ 引出新的问题，让学生继续推导 看学生推导差不多了，提出问题：两个物体碰撞前后的总动量有什么关系？ 继续提问：通过两个过程的推导你认为碰撞前后总动量保持不变需要满足什么条件？同时提出为什么是系统合外力为零，而不包括内力呢？ 老师进一步提问：如果内力F远远大于μmg，能近似看成动量守恒吗？ 屏幕显示：动量守恒定律。并提出动量守恒定律的条件 详细解释动量守恒的条件 讲解动量守恒定律的特点，矢量性，相对性，普适性 屏幕显示，例1：试判断下列说法是否正确 A．在光滑水平地面上有两个物块，中间夹了一个压缩的轻质弹簧（与物块不栓接），用两手分别控制小车处于静止状态，两手同时放开后，两车的总动量增加 提出问题，左边物体动量增加，右面物体动量增加，动量不是增加了吗？还守恒吗？ B：在粗糙程度相同的水平地面上有两个质量相同的物块，中间夹了一个压缩的轻质弹簧（与物块不栓接），用两手分别控制小车处于静止状态，两手同时放开后，两车的总动量守恒 C: 在光滑水平地面上有两个物块，中间夹了一个压缩的轻质弹簧（与物块不栓接），用两手分别控制小车处于静止状态，先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右 D:光滑水平面上有一静止的表面光滑的斜面，物块在斜面上下滑的过程中。 动量守恒定律的一般表达式，初态动量等于末态动量 例2：一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某时刻的速度大小为v，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块，如图所示，其中质量为m1的一块沿着与v相同的方向飞去，速度大小为v1。求炸裂后另一块的速度v2 。 提出问题，火箭的机械能守恒吗？ 动量守恒定律的解题思路的总结 1 过程分析（画出状态图），判断哪个过程动量是守恒 2 选取合适的研究对象和研究过程（系统） 3 确定初末状态的动量 4 根据动量守恒定律列方程 5 对结果进行讨论，包括方向和大小的意义。 课堂小结 课后作业 课本第3，4，6题 学生了解本节课学习目标 回忆当时分析的情况 思考，并尝试回答是这样的 学生兴趣来了，认真观看视频 学生思考，并回答问题，学生甲：可以通过实验测出碰撞前的总动量，然后再测出碰撞后的总动量，并比较。学生乙：可以通过推导，证明出碰撞前后动量守恒。 学生认真听 由于前面讲整体法隔离法时讲过这种思想，学生能够顺利理解这几个概念。 学生读题目 学生回答，如果碰撞之前的总动量和碰撞之后的总动量相等就可以得出。 学生思考后回答，牛顿力学和动量定理 学生推导 学生黑板板书 学生回答，成立，并解释，因为牛顿第三定律的瞬时性所以不影响推导过程。 学生思考 学生推导 学生回答不等 学生回答，合外力为零。 学生思考并回答问题 学生识记 学生理解并记忆 学生认真倾听 学生回答问题 学生回答，动量守恒，因为动量是矢量，虽然每个物体动量都增加，但是动量的矢量和为零 学生判断动量守恒，并解释原因，摩擦力大小相等方向相反，所以合外力为零。满足动量守恒。 学生解释选项是否正确 学生回答，动量不守恒，但是水平方向守恒 学生参与回答，并识记表达式 学生参与分析过程和解题，并参与对结果的讨论 学生思考，并表达自己的想法。认为不守恒。通过讲解理解爆炸的能量一部分变成了机械能。 学生识记和理解 学生一起回忆本节课所讲内容。 学生记录 让学生了解本节课的授课意图，更容易学生在学习中抓住重点 通过回忆前面知识，更容易让学生的思维保持连贯性，同时为本节提示本节课的主要目的，仍然是碰撞前后动量之和保持不变 科学探究是从问题开始的，所以首先提出问题，引发学生思考 这里采用视频引入是为了让学生有个直观的印象，为后面的内容学习做好准备。 启发学生利用科学探究的思路去寻找证据。证据的获取一般有实验归纳和逻辑推导两条道路。 明确本节课寻找证据的思路是推导。 为后续学习做好准备。同时联系力学整体法和隔离法一起学习。有助于学生理解这几个概念。 展示基本模型 建模能力是学生的基本能力，重点训练。推导必须在一些相对简单的过程中实现。 通过设置问题让学生思维逐渐集中。 启发学生用学过的知识推理出新知识，同时提出让学生用动量定理来进行推导。 学生推导是对学生思维训练的非常好的方法。 让学生黑板板书是一种很好的方法。同时可以发现问题和闪光点。 通过这个问题得出碰撞过程中任意时刻动量都是守恒的，而不仅仅是碰撞前后动量守恒。 引出后面粗糙水平桌面的讨论。 让学生自己发现问题。学生发现问题是探究开始的关键。 通过两个过程的比较顺理成章得出动量守恒的条件。同时提出问题为什么不讨论内力呢？ 引出近似动量守恒的条件。 给出完整正确的动量守恒定律的内容。 知识讲解 了解动量守恒定律的特点及普适性，培养学生的科学态度和责任。 让学生熟悉动量守恒的条件和判断依据，并初步讲解研究对象选取和研究过程初始时刻的选取 提示学生动量的矢量性，并避免产生学生一些错误的认识。 提示学生动量守恒条件的是合外力为零，而不是不受摩擦力，不是必须光滑水平面才动量守恒。 强调动量守恒是一个过程中守恒，判断是一定要搞清楚那个过程，一定要看清楚从那个时刻开始到那个时刻结束。 让学生注意理解水平方向动量守恒不是动量守恒。 动量守恒的表达式一般有三种，但是实际教学中发现这种表示最好用，所以重点讲解这一种，其他几种在理解了这种表达式之后，后面再加以介绍。 这个是在课本题目的基础上的变形，通过对结果的讨论来加深学生对于动量是矢量的理解。重点训练学生审视结果的思维方式，同时训练学生解释交流的科学探究方法。 后面讲解碰撞过程时，机械能的讨论是重点。所以在这里提示学生思考一下机械能是否守恒的问题，为后面讲解碰撞问题提前做好铺垫。 让学生知道用动量守恒定律解题的一般步骤。通过前面习题的练习，总结得出动量守恒定律的解题思路。教会学生画出每个关键状态的图，然后根据目的，选取合适的研究对象，合适的研究过程，列出方程。后面综合问题的分析思路，仍然是过程分析，学会分段，这是解决综合问题的关键步骤。 让学生形成思维导图，帮助学生理解和记忆 第3题是简单的应用动量守恒定律解题，第4题是多过程的动量守恒定律的应用问题。第6题涉及两个物理过程，一个利用机械能守恒定律处理，一个利用动量守恒定律处理，有利用后面综合问题的学习。 六、作业设计 课本第3，4，6题。第3题是简单的应用动量守恒定律解题。重点训练学生对动量守恒定律的理解和表达式的应用。第4题是多过程问题，可以体现动量守恒定律的优越性。同时也说明动量守恒定律不仅适用于两个物体之间的相互作用，也适用于多个物体间的相互作用。第6题涉及两个物理过程，一个利用机械能守恒定律处理，一个利用动量守恒定律处理，可以训练学生对于综合问题的处理能力和分辨能力，有利用后面综合问题的学习。 七、教学反思 本节课上下来还是感觉不是很理想，由于是自己班的学生，学生本身比较紧张，回答问题不够流畅，所以后面要多组织这样的活动，让学生获得锻炼的机会。学生参与度不够，学生缺少主动积极的参与意识。由于时间问题，后面例题讲解不够详细。 9 学科网（北京）股份有限公司 $$