第一节 相互作用中的守恒量 动量（表格式教学设计）物理沪科版选择性必修第一册

该高中物理教学设计聚焦动量概念的建构，以碰撞实验为切入点，通过“现象观察—猜想验证—数据处理—规律总结”的逻辑链条，层层递进地引导学生从生活现象中抽象出守恒量，建立动量的物理观念，实现从经验感知到科学认知的跨越。 本设计突出科学探究与科学思维的核心素养，以真实实验情境激发问题意识，如用等质量钢球和不同质量小车对比碰撞前后速度变化，让学生在证据收集中论证“质量与速度乘积不变”这一守恒量，体现模型建构与科学推理能力。同时借助矢量运算图示强化动量的矢量性理解，帮助学生突破方向判定难点，提升物理建模与逻辑推理水平。此设计既利于学生构建系统知识体系，又便于教师开展以学生为中心的教学实践，增强课堂实效性。

第一节 相互作用中的守恒量 动量（教学设计） 年级 高二 学科 物理 课时数 课题 第一节 相互作用中的守恒量——动量 教学 目标 1. 通过实验寻求碰撞中的不变量。 2. 理解动量的概念及其矢量性，会计算一维情况下的动量变化量。 教材 分析 本节内容位于“第一章 动量”的开篇，既是学生第一次系统学习动量概念，也是后续动量守恒定律、冲量定理等核心内容的基础。动量概念承接了机械能守恒的学习，通过对“碰撞中不变量”的探究，使学生体悟到在不同物理情景下寻找守恒量的科学思想，奠定后续建立动量守恒定律的实验与理论依据。 教学 重点 1. 通过实验数据归纳碰撞中的守恒量——动量。 2. 理解动量的矢量性质及一维、二维改变的运算规则。 教学 难点 1. 质量-速度乘积不变量”的实验验证与数据处理。 2. 动量变化量Δp的矢量运算及方向判定，特别是与速度变化、合外力方向的对应关系。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 生活和自然界中存在各种碰撞现象： 【教师总结】这些现象各不相同，是否遵循相同的规律？这些现象中是否存在不变的物理量？ 引导学生思考提出的问题，切入主题 学习新课 一、碰撞中的不变量 【实验操作】用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球A、B，且两球并排放置。拉起A球，然后放开，该球与静止的B球发生碰撞。 【实验现象】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，A的速度传递给了B。 【实验猜想】碰撞前后，两球速度之和是不变的。 【教师提问】为什么会发生这样的现象呢？那么所有的碰撞都有这样的规律吗？ 【实验操作】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。 【实验现象】B摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度，碰撞后质量小的B球获得较大的速度。 【实验结论】碰撞前后，两球速度之和并不是不变的。 【实验猜想】（1）两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。 （2）两球碰撞前后的动能之和不变。 【教师提问】碰撞前后到底什么量是不变的？ 引导学生进行实验猜想 学生分组讨论 学习新课 二、寻找碰撞过程中的守恒量 我们寻找的守恒量应适用于各种碰撞 类比机械能守恒定律 猜测： 【实验数据处理】 【实验结论】实验中两辆小车碰撞前后，质量与速度的乘积之和却基本不变 理解公式的类比 理解并掌握实验结论 学习新课 三、动量 1. 动量 （1）定义：物体的质量和速度的乘积 （2）公式：p＝mv，单位： kg·m/s （3）动量的矢量性：动量是失量，方向与速度的方向相同，运算遵循平行四边形定则。 2. 对动量的理解 (1)瞬时性：物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用p＝mv表示。 (2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。 (3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关。 3. 动量的变化量 (1)物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差，Δp＝ p’-p (矢量式)。 该式为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。 (2)方向：方向与速度变化的方向相同，在合力为恒力的情况下，物体动量变化的方向也与物体加速度的方向相同，即与物体所受合外力的方向相同。 【例1】一小孩把一质量为0.5 kg的篮球由静止释放，释放后篮球的重心下降高度为0.8 m时与地面相撞，反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.2 m，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2，求地面与篮球相互作用的过程中： (1)篮球动量的变化量； (2)篮球动能的变化量。 答案　（1）3 kg·m/s，方向竖直向上 （2）减少了3 J 解析　篮球与地面相撞前瞬间的速度大小为 ①同一直线上动量变化的运算： ②不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则，也称三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端。 【拓展延伸】若篮球与地面发生的是弹性碰撞(反弹后仍然上升到0.8 m高度处)，则篮球动量的变化量是多少？动能的变化量是多少？ 答案　4 kg·m/s，方向竖直向上　0 动量与动能的区别与联系 1.区别：动量是矢量，动能是标量，质量相同的两物体，动量相同时动能一定相同，但动能相同时，动量不一定相同。 2.联系：动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，大小关系为或 【例2】一个质量是0.1 kg的钢球，以6 m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6 m/s的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了多少？ 学生识记，掌握动量的定义、公式以及矢量性 掌握动量的三个性质：瞬时性、矢量性和相对性 学生识记矢量差的计算公式 掌握同一直线上和不在同一直线上的矢量运算 理解并掌握平行四边形定则 学生识记 板 书 设 计 第一节 相互作用中的守恒量——动量 一、碰撞中的不变量 1. 实验结论：碰撞前后，两球速度之和并不是不变的 二、寻找碰撞过程中的守恒量 1. 实验结论：碰撞前后，质量与速度的乘积之和却基本不变 三、动量 1.（1）定义：物体的 质量 和 速度 的乘积 （2）公式：p＝mv，单位：kg·m/s （3）动量的矢量性：动量是失量，方向与速度的方向相同，运算遵循平行四边形定则。 2. 动量的性质：瞬时性、矢量性和相对性 3. 动量的变化量： （1）物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差，Δp＝ p’-p (矢量式)。 该式为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。 （2）方向：方向与速度变化的方向相同，在合力为恒力的情况下，物体动量变化的方向也与物体加速度的方向相同，即与物体所受合外力的方向相同。 4. 矢量的运算（在黑板上补充图像） （1）同一直线上动量变化的运算 （2）不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则，也称三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端。 作业布置 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $