【教案】動量守恒定律+教學設計-高二上學期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

2/4《動量守恒定律》教學設計★課標解析1．課標內容要求。動量守恒條件。2．課標內容解析。通過對碰撞模型的研究，實驗獲得總動量保持不變的同時理論推導總動量保持不變，進而討論動量守恒的條件，并能運用動量守恒解決實際問題?！锝虒W目標（一）必備知識1、理解動量守恒定律的含義。2、了解動量守恒定律的適用條件，并會用動量守恒定律解決實際問題。（二）關鍵能力1、引導學生在研究過程中主動獲取知識，應用知識解決問題，同時在過程中培養(yǎng)學生協(xié)作學習的能力。2、會應用動量守恒定律解決碰撞模型問題。（三）物理觀念及科學思維1、培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度和嚴謹?shù)耐评矸椒ā?、培養(yǎng)學生將物理知識、物理規(guī)律與實際生活相聯(lián)系的習慣，構建知識體系?！锝虒W準備1．本節(jié)的教學用2課時。2．多媒體使用建議：PPT課件。3．教學順序。（1）通過對碰撞模型研究，提出碰撞前后動量的變化有什么規(guī)律。（2）從第一節(jié)實驗我們可以獲得動量前后總量不變這一規(guī)律；理論上，運用動量定理與牛頓第三定律，推導出動量前后之和不變。（3）碰撞模型中動量守恒，那么動量守恒是否有條件？（4）歸納動量守恒條件，并理解動量守恒的普適性。（5）以生活實例理解動量守恒定律在實際生活中的應用?！锝虒W過程環(huán)節(jié)教師活動學生活動引入正課播放視頻牛頓擺學生發(fā)現(xiàn)不同碰撞情況下一個守恒的物理量冬奧會冰球碰撞舉世矚目的冬奧會完美閉幕，里面的精彩瞬間讓人難忘，播放冰球比賽的視頻。請問，冰球碰撞后瞬間總動量有什么樣的變化，教師使用tracker軟件進行分析，為各小組分組探究打下基礎學生經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)冰球碰后瞬間總動量基本不變，但是最后會停下動量定理推導動量守恒建立簡單碰撞模型進行推導，使用動量定理對兩個相互作用的物體分別研究，再使用牛頓第三定律，系統(tǒng)內力產(chǎn)生的總沖量為0，在外力也為0的條件下，得出動量守恒定律。學生進一步強化動量定理和動量守恒的關系分組探究桌球碰撞使用track而軟件定量分析碰撞結果播放視頻：桌球碰撞同學們，你參加過桌球運動么，我們看到白球和其它球的碰撞會有哪些情況？學生回答碰撞之后，白球可能前進，靜止，后退，傾斜飛出等。教師提問碰撞后的瞬間它們的總動量有什么變化？學生分組實驗，用tracker軟件分析出總動量在碰撞前后基本上是相等的繼續(xù)引導那么碰撞后兩個小球是勻速么，幾秒后總動量怎么變化，為什么？難度升階在傾斜碰撞中動量還守恒么，滿足什么定則？學生從桌球比賽中觀察各種碰撞現(xiàn)象進一步定量分析，發(fā)現(xiàn)共同點學生發(fā)現(xiàn)有摩擦力改變了系統(tǒng)的總動量，下意識地使用動量定理課堂檢測火箭勻速飛行，爆炸后分成兩塊，一塊向后以速度v飛行，求另一塊的飛行速度。學生弄清動量守恒的近似條件，矢量性和對地速度動量定理研究了一個物體受到力的沖量作用后，動量怎樣變化。那么，兩個或兩個以上的物體相互作用時，會出現(xiàn)怎樣的總結果？例如，站在冰面上的兩個人，不論誰推一下誰，他們都會向相反的方向滑開，兩個人的動量都發(fā)生了變化。又如，靜止在小船上的人，當人沿著船走動時，船也同時沿著與人運動的相反方向運動，而且當人靜止時，船也即時靜止。生活中還有很多其他的例子，這些過程中相互作用的物體的動量都有變化，但它們遵循什么樣的規(guī)律？1．系統(tǒng)，內力和外力。學生討論，什么是系統(tǒng)？什么是內力和外力？（1）系統(tǒng)：相互作用的物體組成系統(tǒng)。系統(tǒng)可按解決問題的需要靈活選取。（2）內力：系統(tǒng)內物體相互間的作用力。（3）外力：外物對系統(tǒng)內物體的作用力。注意：內力和外力的區(qū)分依賴于系統(tǒng)的選取，只有在確定了系統(tǒng)后，才能確定內力和外力。教師對上述概念給予足夠的解釋，引發(fā)學生思考和討論，加強理解。教師：大家知道，速度也是個狀態(tài)量，但它是個運動學概念，只反映運動的快慢和方向，而運動，歸根結底是物質的運動，沒有了物質便沒有運動。顯然地，動量包含了“參與運動的物質”和“運動速度”兩方面的信息，更能從本質上揭示物體的運動狀態(tài)，是一個動力學概念。②矢量性：動量的方向與速度方向一致。教師：綜上所述：我們用動量來描述運動物體所能產(chǎn)生的機械效果強弱以及這個效果發(fā)生的方向，動量的大小等于質量和速度的乘積，動量的方向與速度方向一致。2．理論推導碰撞過程動量守恒。教師引導學生閱讀理解教科書關于碰撞模型動量守恒的理論推導。從模型的建立到運用的規(guī)律（可以從動量定理結合牛頓第三定律推導，也可以由牛頓第二定律結合牛頓第三定律推導），運用微元法的思想，化變?yōu)楹?，得出動量守恒這一結論。3．動量守恒定律。師生共同總結上述兩個互動環(huán)節(jié)，并得出結論——動量守恒定律內容及表達式。（1）內容表述：如果一個系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零，無論這個系統(tǒng)的內部發(fā)生了何種形式的相互作用，這個系統(tǒng)的總動量保持不變，這個結論叫動量守恒定律。（2）數(shù)學表達式：①，即p1+p2=p1’+p2’。（相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，作用前系統(tǒng)的總動量等于作用后系統(tǒng)的總動量）②Δp1+Δp2=0，Δp1=﹣Δp2。（相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，兩物體動量增量大小相等、方向相反）③Δp=0。（系統(tǒng)總動量的增量為零）（3）注意：①同一性。上述式中的速度都應相對同一參考系，一般以地面為參考系。②矢量性。動量守恒定律的表達式是矢量式，解題時先選取正方向，后用正、負來表示方向，將矢量運算變?yōu)榇鷶?shù)運算。③同時性。表達式兩邊的各個速度必須是同一時刻的速度。④普適性。微觀、宏觀、高速都適用。（4）動量守恒條件：①不受外力或受外力之和為零，系統(tǒng)的總動量守恒。②系統(tǒng)的內力遠大于外力，可忽略外力，系統(tǒng)的總動量守恒。③系統(tǒng)在某一方向上滿足上述①或②，則在該方向上系統(tǒng)的總動量守恒。例1如圖所示，子彈打進與固定于墻壁上的彈簧相連的木塊中，此系統(tǒng)從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮到最短的過程中，子彈與木塊作為一個系統(tǒng)動量是否守恒？說明理由。解析：子彈進入木塊的瞬間系統(tǒng)動量守恒，進入后開始壓縮彈簧，系統(tǒng)受到墻壁施加的支持力，系統(tǒng)合外力不為零，動量不守恒，所以整個過程動量不守恒。例2如圖所示，斜面體A的質量為M，把它置于光滑的水平面上，一質量為m的滑塊B從斜面體A的頂部由靜止滑下，與斜面體分離后以速度v在光滑的水平面上運動。在這一過程中，物塊B沿斜面體A下滑時，系統(tǒng)的動量是否守恒？解析：A、B作為系統(tǒng)水平方向不受外力，豎直方向重力與支持力不相等，所以整個系統(tǒng)動量不守恒，但系統(tǒng)水平方向動量守恒。4．動量守恒的應用。結合教科書給出的例題（火箭分離問題）體會用動量守恒解決問題的步驟：（1）選擇研究系統(tǒng)。（2）判斷系統(tǒng)動量是否守恒（或某一方向上是否守恒）。（3）確定系統(tǒng)的兩個狀態(tài)。（4）利用動量守恒建立表達式（注意方向問題）。★練習題如圖所示，緊靠著放在光滑的水平面上的木塊A和B，其質量分別為mA=0.5kg，mB=0.3kg，它們的下底面光滑，上表面粗糙。另有一質量mC=0.1kg的滑塊C（可視為質點），以vc=25m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，由于摩擦，滑塊最后停在木塊B上，B和C的共同速度為3.0m/s。求：（1）木塊A的最終速度vA。（2）滑塊C離開A時的速度vC’。解析：對于整個過程，把ABC看作整體，以C的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得mcvc=mAvA+（mc+mB）v’對于C在A上滑行的過程，把AB看成一個整體，以C的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得mcvc=（mA+mB）vA+mcvc’解得vA=2.6m/s，vc’=4.2m/s答案：vA=2.6m/svc’=4.2m/s教學反思通過本次活動，讓我收獲頗豐，結合新課改理念，圍繞本次活動主題：“情景

問題導學”基于學科核心素養(yǎng)的課堂教學研究，將知識情景化、問題化創(chuàng)設，引導學生自主探究學習，以導促學，真正實現(xiàn)學生在課堂上的主導地位。

本節(jié)課中，基本實現(xiàn)了本次的教學目標，將知識的情景化和問題化，將生活中的實際事例與本節(jié)課知識相結合，使學生在增強感性認識的同時，也加深了對知識的理解和記憶。問題的創(chuàng)設，由淺入深，層層深入，更有利于學生的接受與吸收。同時充分發(fā)揮學生的主觀能動性，引導其自主探究學習！