1.1 动量 教学设计-2026-2027学年人教版高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理教学设计聚焦动量概念及矢量性、动量变化量计算等核心知识，通过播放车祸撞击、台球碰撞、火箭发射等短视频创设情境，引导学生思考碰撞效果与质量、速度的关系，承接必修牛顿运动定律，为后续动量定理、守恒定律学习搭建支架。 此资料以“探究碰撞中的不变量”实验为核心，学生分组用气垫导轨、光电门等器材经历猜想、设计、操作、数据分析过程，自主建构动量概念，体现科学探究素养。通过对比动量与速度、动能差异，结合反向运动动量变化计算例题，强化矢量思维，落实科学思维培养。联系交通安全、航天等实际，渗透科学态度与责任，为教师提供完整实验方案与分层检测题，助力提升学生探究能力和课堂效率。

1.1动量（教学设计） 一、教学基本信息 授课学科：高中物理 教材版本：人教版2019选择性必修第一册 授课章节：第一章 第1节 动量 授课年级：高二 课时安排：1课时（45分钟） 授课类型：新授课、实验探究课 二、教材分析 本节是人教版2019高中物理选择性必修第一册第一章开篇内容，是动量守恒定律整章知识的基础铺垫，承接必修阶段的牛顿运动定律、运动学公式，开启全新的守恒量研究体系。 教材以生活中碰撞现象为切入点，通过实验探究“碰撞过程中的不变量”，摒弃直接定义概念的传统模式，引导学生经历猜想、实验、数据分析、归纳总结的科学过程，抽象出动量这一核心物理量。本节所学的动量概念、矢量特性、动量变化量计算，是后续学习动量定理、动量守恒定律、碰撞与爆炸问题的核心基础，在力学知识体系中起到承上启下的关键作用。 同时，教材注重物理核心素养落地，结合生活、交通、航天等实际场景，体现物理知识的实用性，培养学生用守恒思想分析复杂相互作用问题的思维能力。 三、学情分析 知识基础：高二学生已经掌握匀速直线运动、变速直线运动规律，熟练运用速度、质量、动能等物理量，熟知牛顿三大定律，能够分析简单的物体相互作用过程，具备基础的力学计算和实验分析能力。但学生仅熟悉标量运算，对矢量的方向运算、矢量变化量的求解缺乏系统认知。 能力特点：学生具备基础的小组合作探究、实验操作和数据处理能力，对生活中的碰撞、冲击现象有直观认知，但难以透过现象挖掘本质规律，无法理解为何需要引入“动量”这一新物理量，对“守恒量”的物理思想较为陌生。 思维短板：学生容易混淆动量与动能、速度的物理意义，忽略动量的矢量性，在一维直线运动中容易忽略速度方向对动量、动量变化量的影响，是本节课主要的学习难点。 四、教学目标 （一）物理观念 1.理解动量的定义、定义式、单位，明确动量是矢量，掌握动量的方向规律； 2.区分动量与速度、动能的差异，明晰动量的物理意义； 3.掌握一维直线运动中动量变化量的计算方法，理解动量变化的矢量特性。 （二）科学思维 1.通过探究碰撞过程的物理规律，建立“守恒量”的物理思维，学会从复杂相互作用中寻找不变规律； 2.通过矢量运算对比，培养严谨的矢量思维，突破标量思维定式，提升物理量辨析、逻辑推理能力。 （三）科学探究 1.参与“探究碰撞中的不变量”小组实验，经历猜想假设、实验设计、操作测量、数据处理、归纳结论的完整探究过程； 2.能够分析实验误差，优化实验方案，提升实验探究与合作交流能力。 （四）科学态度与责任 1.感受物理规律源于生活、用于生活，体会动量知识在交通安全、航天工程、体育竞技中的应用价值； 2.养成实事求是、严谨求真的科学探究态度，树立用物理规律解释自然现象、解决实际问题的科学意识。 五、教学重难点 重点 1.动量的概念、定义式、矢量性及物理意义； 2.一维直线运动中动量及动量变化量的计算方法。 难点 1.动量矢量性的理解与方向判断； 2.有往复运动、速度反向情况下动量变化量的矢量运算； 3.理解引入动量物理量的科学意义。 六、教学准备 实验器材：气垫导轨、光电门计时器、滑块（两个、质量不同）、配重片、刻度尺、电源、导线 教学教具：多媒体课件、碰撞现象短视频（车祸撞击、台球碰撞、火箭发射）、实验数据记录表 课前准备：提前分组（4人一组），分配操作员、记录员、计算员、汇报员；预习教材实验探究内容。 七、教学过程（45分钟） （一）情境导入，激趣设疑（5分钟） 教师播放短视频：①高速行驶的小汽车撞击障碍物破坏力极大；②缓慢移动的重型货车也能造成严重撞击事故；③轻小的台球高速碰撞可改变运动状态。 教师提问引导学生思考： 1.物体的撞击、碰撞效果与哪些因素有关？（学生自由回答：质量、速度） 2.质量大速度小的物体，和质量小速度大的物体，碰撞效果能否定量对比？ 3.物体相互碰撞后，速度、运动状态都会改变，是否存在始终不变的物理量？ 教师总结：单纯的速度、质量都无法全面描述物体的碰撞作用效果，力学研究中为了定量描述物体的运动作用效果、研究碰撞规律，引入一个全新的物理量——动量。顺势导入本节课课题《动量》。 设计意图：结合生活实例创设情境，打破学生原有认知，激发探究欲望，明确本节课学习核心。 （二）实验探究，建构概念（20分钟） 探究主题：寻找一维碰撞中的不变量 1.猜想假设（3分钟） 教师引导：碰撞过程中，两个物体的速度、动能都会发生变化，结合碰撞效果与质量、速度相关，小组讨论猜想：碰撞前后，两个物体的什么物理量之和可能保持不变？ 学生小组猜想汇总：①质量与速度之和m+v；②质量与速度乘积mv；③质量与速度平方乘积mv2等。 2.实验设计（4分钟） 教师介绍实验装置：气垫导轨可减小摩擦，保证物体做一维匀速直线运动，光电门可精准测量滑块碰撞前后的瞬时速度。 师生共同确定实验方案： （1）调节气垫导轨水平，消除重力影响； （2）取两个不同质量的滑块，让滑块1以一定初速度碰撞静止的滑块2； （3）通过光电门测量碰撞前滑块1的速度、碰撞后两个滑块的速度； （4）更换配重片改变滑块质量，重复3次实验，记录数据。 3.小组实验与数据记录（8分钟） 学生分组开展实验，分工协作：操作员调节仪器、释放滑块；记录员精准记录每组实验数据；计算员实时计算各猜想物理量的数值。教师巡视指导，纠正实验操作错误，解答疑问。 学生探究重点：对比每组实验碰撞前后m1v1+m2v2、m1v12+m2v22等物理量的数值变化，寻找最稳定的不变量。 实验现象总结：多次实验数据表明，一维碰撞过程中，两个物体的质量与速度的乘积之和mv基本保持不变，是碰撞过程中的守恒量。 4.概念归纳（5分钟） 教师基于实验结论，正式给出动量定义：物体的质量与速度的乘积叫做物体的动量，用符号p表示。 核心知识点精讲： （1）定义式：p=mv （2）单位：千克米每秒，符号kg·m/s （3）矢量性：动量是矢量，方向与物体瞬时速度方向一致，遵循矢量运算法则； （4）瞬时性：动量是状态量，对应物体某一时刻的运动状态； （5）相对性：速度相对参考系，通常以地面为参考系。 5.概念辨析（师生互动） 教师提问：动量与动能、速度有什么区别？ 学生小组讨论后总结：速度描述运动快慢（矢量），动量描述物体运动的作用效果（矢量），动能描述运动的能量（标量）。 （三）重难点突破：动量变化量的计算（8分钟） 教师讲解：物体运动状态改变时，动量发生变化，动量变化量Δp=p2-p1，矢量运算需规定正方向。 一维直线运动运算方法： 1.规定初速度方向为正方向； 2.与正方向相反的速度取负值； 3.代入公式计算，结果为正，动量变化量与正方向一致；结果为负，与正方向相反。 典型例题精讲：质量为2kg的小球，以4m/s的速度水平向右运动，碰撞后以2m/s的速度水平向左运动，求小球的动量变化量。 学生自主演算，教师板书规范解题步骤，纠正学生忽略方向、直接代数相减的错误。 （四）当堂检测，巩固提升（7分钟） 一、单选题 1．关于动量的概念，下列说法中正确的是（  ） A．动量大的物体惯性一定大 B．动量大的物体运动一定快 C．动量相同的物体运动方向一定相同 D．动量相同的物体速度小的惯性小 【答案】C 【详解】A．由可知，动量大可能是速度很大、质量很小，因此惯性不一定大，故A错误； B．由可知，动量大可能是质量很大、速度很小，故B错误； C．动量是矢量，动量相同意味着大小、方向均相同，动量方向与运动方向一致，因此运动方向一定相同，故C正确； D．由可知，动量相同时，速度越小则质量越大，对应的惯性越大，故D错误。 故选C。 2．质量m＝1.2×103 kg的汽车在郑州的中州大道以v＝10 m/s的速度行驶，其动量大小为(　　) A．1.2×103 kg·m/s B．1.2×104 kg·m/s C．2.2×104 kg·m/s D．6.0×104 kg·m/s 【答案】B 【详解】已知汽车的质量、速度，则其动量大小为 故选B。 3．厨师在展示厨艺时，将蛋糕放置在一水平托盘上，并控制托盘在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，托盘始终保持水平。如图所示，蛋糕（含托盘）可视为质点，某时刻蛋糕和圆心的连线恰好水平，该时刻蛋糕的动量方向（　　） A．水平向左 B．竖直向上 C．水平向右 D．竖直向下 【答案】B 【详解】蛋糕位于圆心左侧，顺时针转动时，左端点的切线方向竖直向上，即速度方向竖直向上，动量方向与速度方向一致，因此动量方向为竖直向上。 故选B。 4．一物体在水平面内的匀速圆周运动，下列哪个物理量在运动过程中始终保持不变（　　） A．动量 B．动能 C．位移 D．加速度 【答案】B 【详解】A．动量是矢量，表达式为，匀速圆周运动中速度方向时刻改变，因此动量方向也时刻变化，故A错误； B．动能是标量，表达式为，匀速圆周运动速率大小恒定，物体质量不变，因此动能始终保持不变，故B正确； C．位移是矢量，为初位置指向末位置的有向线段，物体做圆周运动时位置不断变化，位移的大小和方向均会发生变化，故C错误； D．匀速圆周运动的加速度为向心加速度，是矢量，方向始终指向圆心，运动过程中方向时刻改变，因此加速度是变化的，故D错误。 故选B。 二、多选题 5．下列关于动能和动量的说法错误的是（　　） A．物体的速率改变，物体的动能和动量不一定都变 B．做匀速圆周运动的物体，在任何相同的时间内动量的变化量都相同 C．两个物体质量相等，动量大的物体其动能也一定大 D．物体的动量发生变化，动能也一定变化 【答案】ABD 【详解】A．物体速率改变，即速度的大小改变，则动能与动量一定改变，A错误； B．动量变化量是矢量，匀速圆周运动中，相同时间内方向不同，故动量变化量不同，B错误； C．动能与动量关系为，质量相等时，动量p越大，必然越大，C正确； D．动量变化可能仅由速度方向变化引起，如匀速圆周运动，此时动能不变，D错误。 此题选择错误的，故选ABD。 三、解答题 6．如图所示，在“学府致远杯”足球赛上，一足球运动员踢一个质量为0.4kg的足球。 (1)若开始时足球的速度大小是4m/s，方向向右，踢球后，球的速度大小是10m/s，方向仍向右（如图甲），求踢球过程中足球动量的改变量； (2)若足球以10m/s的速度向右撞向球门门柱，然后以3m/s的速度反向弹回（如图乙），求这一过程中足球的动量改变量。 【答案】(1)，方向向右 (2)，方向向左 【详解】（1）取向右为正方向，踢球过程中，初动量为 末动量为 则足球动量的改变量为 方向向右。 （2）取向右为正方向，足球撞向球门门柱弹回过程，初动量为 末动量为 则足球动量的改变量为 可知这一过程中足球的动量改变量大小为，方向向左。 （五）课堂小结（3分钟） 师生共同梳理本节课核心内容： 1.动量的定义、公式、单位、矢量性； 2.动量与速度、动能的区别； 3.一维动量变化量的矢量计算方法； 4.实验探究的科学思路。 八、板书设计 1.1动量 一、探究碰撞中的不变量 实验结论：一维碰撞中mv之和守恒 二、动量 1.定义：质量与速度的乘积 2.公式：p=mv 3.单位：kg·m/s 4.特性：矢量（方向同速度）、状态量、相对性 三、动量变化量 1.公式：Δp=p2-p1 2.运算：规定正方向，矢量代数运算 四、辨析：动量≠速度≠动能 九、教学反思 本节课以实验探究为核心，引导学生自主推导动量概念，贴合核心素养教学要求，学生能较好掌握动量的基本概念与标矢特性。课堂探究环节充分调动了学生积极性，培养了学生的科学探究能力。但教学中也存在不足，部分学生对矢量运算理解薄弱，在反向运动的动量变化量计算中容易出错，实验部分部分小组数据误差较大，影响探究结论感知。后续教学中，可提前铺垫矢量运算基础，简化实验操作难度，增加针对性变式练习，强化学生对矢量思维的理解，突破教学难点，提升课堂教学实效。 1 学科网（北京）股份有限公司 $