動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用+教學(xué)設(shè)計(jì) 高二上學(xué)期物理魯科版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

課題1.2動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用教材章節(jié)高中物理選擇性必修第一冊(cè)第一章第二節(jié)課型新授課授課時(shí)間授課地點(diǎn)教材分析本節(jié)的地位和作用：動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律對(duì)于發(fā)展學(xué)生的運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念和科學(xué)思維至關(guān)重要。本節(jié)內(nèi)容是理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)一,要求學(xué)生不但能用所學(xué)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律和加速度的關(guān)系式推導(dǎo)，還要通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究或驗(yàn)證，對(duì)物體相互作用過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒加深理解。本節(jié)從能量的角度研究碰撞現(xiàn)象，進(jìn)一步發(fā)展能量觀念和對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，能應(yīng)用動(dòng)量守恒定律分析一維碰撞問(wèn)題和反沖運(yùn)動(dòng)，解釋生產(chǎn)生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞。教材內(nèi)容分析：本節(jié)將動(dòng)量守恒與必修課程中學(xué)過(guò)的機(jī)械能守恒和能量守恒定律聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)運(yùn)用這些規(guī)律分析和解決實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)一步發(fā)展“能量”“系統(tǒng)”和“守恒”的觀念，初步形成物理學(xué)理論所描述的自然界具有內(nèi)在和諧與統(tǒng)一的整體圖景。學(xué)情分析知識(shí)與能力基礎(chǔ)：學(xué)生掌握了動(dòng)量定理，知道單個(gè)物體的動(dòng)量變化與力和作用時(shí)間的定律關(guān)系，因此，需要學(xué)生在單個(gè)物體的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，掌握多個(gè)物體動(dòng)量變化規(guī)律，需要強(qiáng)化守恒的思想，掌握動(dòng)量守恒定律，并將動(dòng)量守恒定律應(yīng)用到具體生活實(shí)例中。認(rèn)知困難：學(xué)生掌握了機(jī)械能守恒和能量守恒，建立起了守恒觀念。動(dòng)量守恒進(jìn)一步深化和“系統(tǒng)”“守恒”思想，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，區(qū)分動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒的成立條件是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。教學(xué)目標(biāo)物理觀念：1.掌握動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容，并知道動(dòng)量守恒定律成立的條件。2．理解并會(huì)在碰撞、爆炸、反沖等具體的問(wèn)題中應(yīng)用動(dòng)量守恒定律?？茖W(xué)探究：體驗(yàn)動(dòng)量守恒定律的分析、推導(dǎo)過(guò)程科學(xué)思維：理解動(dòng)量守恒的條件及其判定?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容和成立條件。難點(diǎn)：在碰撞、反沖等現(xiàn)象中應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。教學(xué)方法講授法、練習(xí)法教學(xué)用具教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖知識(shí)回顧帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)上節(jié)課學(xué)過(guò)的動(dòng)量和動(dòng)量定理的內(nèi)容。在老師的帶領(lǐng)下復(fù)習(xí)上節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)。復(fù)習(xí)鞏固上節(jié)課的知識(shí)，并且有助于本節(jié)課的開(kāi)展。新課引入提出一個(gè)問(wèn)題，讓學(xué)生思考：兩個(gè)穿滑冰鞋的同學(xué)靜止站在滑冰場(chǎng)上，不論誰(shuí)推對(duì)方，兩人都會(huì)向相反方向滑去。在推動(dòng)，兩人的動(dòng)量都為0。推動(dòng)后每個(gè)人的動(dòng)量都發(fā)生了變化。那么，他們的總動(dòng)量在推動(dòng),然后是否也發(fā)生上了變化呢？思考老師提出的問(wèn)題。通過(guò)問(wèn)題展開(kāi)本節(jié)課的主要內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)探究一、動(dòng)量守恒定律我們通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)簡(jiǎn)單地探究一下知識(shí)強(qiáng)調(diào)：1．系統(tǒng):由兩個(gè)(或多個(gè))相互作用的物體構(gòu)成的整體。2.內(nèi)力:系統(tǒng)中物體間的作用力。3.外力:系統(tǒng)以外的物體施加給系統(tǒng)內(nèi)物體的力。大量研究表明，一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受合外力為0時(shí),這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。這稱為動(dòng)量守恒定律。補(bǔ)充：動(dòng)量守恒定律適用范圍：宏觀，低速；微觀，高速。（經(jīng)典力學(xué)規(guī)律適用范圍：宏觀，低速）注意：系統(tǒng)總動(dòng)量保持不變，并不代表系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的動(dòng)量不改變。利用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)。理解系統(tǒng)、內(nèi)力、外力的定義。得出動(dòng)量守恒定律的定義。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探討動(dòng)量守恒定律。問(wèn)題思考引導(dǎo)學(xué)生用動(dòng)量守恒定律思考本題。在學(xué)生思考之后，對(duì)本題進(jìn)行講解：人在船上，我們將人和船視為一個(gè)系統(tǒng)。人向左跳到岸上，此時(shí)人有向左的速度，那么根據(jù)動(dòng)量守恒定律，我們知道，船也獲得一個(gè)向右的速度。由于船的速度向右，船與岸之間的距離就會(huì)增大，人有可能掉入水中。思考本題。對(duì)動(dòng)量守恒定律進(jìn)行簡(jiǎn)單應(yīng)用。新課講授為了進(jìn)一步理解動(dòng)量守恒定律，帶領(lǐng)學(xué)生通過(guò)動(dòng)量定理進(jìn)行推導(dǎo)。在光滑水平地面上，有質(zhì)量為m1、m2的兩小球A、B，它們分別以速度v1、v用F1表示球B對(duì)球A的作用力，用F2表示球A對(duì)球B的作用力，兩球在豎直方向受力平衡。若兩球相互作用時(shí)間為t，根據(jù)動(dòng)量定理FFF由牛頓第三定律可知F所以m整理后，得m式中，等號(hào)左邊是兩球碰撞前的總動(dòng)量，等號(hào)右邊是兩球碰撞后的總動(dòng)量上式表明，當(dāng)系統(tǒng)所受的合外力為0時(shí),A、B兩球在碰撞前后的總動(dòng)量保持不變。由于兩球碰撞過(guò)程中的每個(gè)時(shí)刻都有F1=-理解動(dòng)量守恒定律的推導(dǎo)過(guò)程。通過(guò)推導(dǎo)進(jìn)一步理解動(dòng)量守恒定律。例題講解冬季雨雪天氣時(shí)，公路上容易發(fā)生交通事故。在結(jié)冰的公路上，一輛質(zhì)量為1.8×103kg的輕型貨車尾隨另一輛質(zhì)量為1.2×103分析：以兩車組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，該系統(tǒng)受到的外力有重力、支持力和摩擦力。由于碰撞時(shí)間很短，碰撞過(guò)程中系統(tǒng)所受合外力通常遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)力，可近似認(rèn)為在該碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒。根據(jù)動(dòng)量守恒定律，可求出兩車的共同速度。解：設(shè)貨車質(zhì)量為m1，轎車質(zhì)量為m2，碰撞前貨車速度為v1、轎車速度為v由題意可知，m1=1.8×103kg,由動(dòng)量守恒定律得mv=v=28.8km/h所以，剛追尾后兩車的速度為28.8km/h。討論：計(jì)算結(jié)果v=28.8km/h，介于v1和v思考例題，尋找解題思路。注意老師強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)。利用例題，學(xué)習(xí)用動(dòng)量守恒定律處理碰撞問(wèn)題。新課講授二、反沖運(yùn)動(dòng)與火箭提問(wèn)：什么是反沖運(yùn)動(dòng)呢？介紹我們生活中最常見(jiàn)的反沖運(yùn)動(dòng)：我們將氣球充氣后松口釋放，氣球會(huì)沿與噴氣方向相反的方向飛去。噴出的空氣具有動(dòng)量，由動(dòng)量守恒定律可知，氣球要向相反方向運(yùn)動(dòng)，這就是一種反沖運(yùn)動(dòng)。將氣球的反沖運(yùn)動(dòng)遷移到火箭發(fā)生中去：火箭點(diǎn)火后，燃料燃燒產(chǎn)生的高速氣流從火箭尾部噴出。十火箭向前飛行。負(fù)荷越小，噴氣速度越大，燃料越多，火箭能達(dá)到的速度就越大?？偨Y(jié)：反沖運(yùn)動(dòng)公式m理解反沖運(yùn)動(dòng)，明白反沖運(yùn)動(dòng)在火箭發(fā)射中的運(yùn)用。通過(guò)氣球的反沖運(yùn)動(dòng)遷移到火箭發(fā)射，方便學(xué)生理解。例題講解火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)每次噴出200g的燃?xì)?，噴射氣體對(duì)地的速度為1000m/s若火箭的初質(zhì)量是300kg，發(fā)動(dòng)機(jī)每秒爆發(fā)20次，在不考慮地球引力及空氣阻力的情況下，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)1秒末的速度是（）A.13.3m/s，方向是豎直向上;B.13.5m/s，方向于噴氣方向相反;C.13.3m/s，方向于噴氣方向相反;D.13.5m/s，方向是豎直向上思考例題，尋找答案。本題選B新課講授舉幾個(gè)例子，介紹反沖運(yùn)動(dòng)代生活中的運(yùn)用。宇航員無(wú)繩太空行走是通過(guò)太空服背部的噴氣推進(jìn)裝置實(shí)現(xiàn)的。該裝置有幾十個(gè)噴管，宇航員利用安裝在太空服前面的開(kāi)關(guān)控制噴氣，實(shí)現(xiàn)朝各個(gè)方向的移動(dòng)。有的自動(dòng)噴水裝置噴水時(shí),水流的反沖作用可使噴水管旋轉(zhuǎn)起來(lái)，這樣就能達(dá)到多角度噴灑的目的。舉例介紹反沖運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的不利影響。射擊時(shí)子彈向前飛去，槍身會(huì)向后反沖，槍身的反沖會(huì)影響射擊的準(zhǔn)確性。用高壓水槍滅火時(shí)，水高速噴出,高壓水槍向后反沖,消防隊(duì)員必須牢牢抓住