動量守恒教學設計

1、動量守恒定律教學設計【教學時間】高二 第二學期【授課對象】高二年級學生【教材】人教版選修3-5第一章第三節(jié)【教學內容分析】  本節(jié)內容是對前一節(jié)內容的深入學習，還是以后學習本章內容的基礎，是本章的重點內容，而且在整個高中物理的學習中動量守恒定律也是重中之重，是高考的必考知識點之一。 根據(jù)普通高中物理課程標準對本節(jié)課教學內容的要求及教材知識板塊構成，本節(jié)在第一節(jié)"實驗：探究碰撞中的不變量"的基礎上提出動量概念，并從物理學史角度加以認識。通過例題提出動量的變化，加深對動量是矢量的認識，并在計算動量的變化時注意它的矢量性、動量的概念與力學系統(tǒng)、內力、外力的基礎上導出動量

2、守恒定律，提出動量守恒定律成立的條件是一個系統(tǒng)不受外力或者系統(tǒng)所受外力的矢量和為零。由于應用動量守恒定律解決實際問題，只需考慮物體相互作用前后的動量，不考慮相互作用過程中各個細節(jié)的瞬間，即使在牛頓定律適用范圍內，它也能解決許多由于相互作用難以確定而不能直接應用牛頓定律解決的問題。這正是動量守恒定律的優(yōu)點和特點，同時為我們解決力學問題提供了一種新的方法和思路。在整個物理教材的知識體系中，該節(jié)與運動學、機械能守恒定律、原子物理等各模塊有著緊密的聯(lián)系，是各知識的交匯點與穿插點，以及是各個知識點的思維拓寬處，所以在整個物理知識體系中站有比較重要的位置?！緦W生分析】 學生通過前面模塊的學習，已經具備了知

3、道物體通過相互作用而產生的運動類型，初步的實驗設計、操作與分析能力。同時碰撞相互作用而產生的運動類型也有生活感知，且在必修2中機械能及其守恒定律一章中有類似的模型；并通過第一節(jié)的學習對碰撞不變量有所探討的知識基礎；已經形成自己的思想，對事物有一定的理解并能運用所學知識解釋自己的觀點的年齡階段情感特點；但存在對動量的方向性的確定不透徹，對前期所學習的一些物理基本概念不是分得很清楚，對動量守恒定律成立條件的掌握有一定的學習障礙。【教學目標】（一）知識與技能1、理解動量守恒定律的確切含義。2、知道動量守恒定律的適用條件和適用范圍，并會用動量守恒定律解決簡單的實際問題。（二）過程與方法1、通過實驗與探

4、究，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、運用動量定理和牛頓第三定律推導出動量守恒定律，培養(yǎng)學生的邏輯推理能力。3、會應用動量守恒定律分析、計算有關問題（只限于一維運動）。（三）情感、態(tài)度與價值觀1、培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度和嚴謹?shù)耐评矸椒ā?、引導學生通過對動量守恒定律的學習，了解歸納與演繹兩種思維方法的應用，并體會定律中包含的對稱與和諧的美。3、培養(yǎng)學生將物理知識、物理規(guī)律進行橫向比較與聯(lián)系的習慣，養(yǎng)成自主構建知識體系的意識?！窘虒W的重點和難點】學習重點：（1）重點內容是動量守恒定律，強調動量守恒定律是自然科學中最基 本的定律。（2）學會

5、應用動量守恒定律分析、計算一些物理問題。學習難點：動量守恒定律的適用條件?！窘虒W策略】通過動畫放映，給學生建立情景模式，以及教師的講解引導學生進行獨立思考、解決問題?！窘虒W器材和用具】計算機、屏幕、自制多媒體課件【教學流程】 1. 設置冰塊上人的相互作用情景，提出問題，引入新課2. 引導學生總結出：系統(tǒng)，內力，外力的定義3. 設置兩小球運動，由牛頓第二定律及第三定律推導出動量守恒定律4. 總結動量守恒條件【教學過程】1. 引入新課同學們，我們上節(jié)課學習的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，又會出現(xiàn)怎樣的總結果呢？例如，站在冰面上的甲乙兩個

6、同學，不論誰推一下誰，他們都會向相反的方向滑開，兩個同學的動量都發(fā)生了變化。又如，在平靜的湖面上有一艘小船，當人在船上走動時，船會同時沿著與人運動相反的方向運動，而且當人靜止時，船也即時靜止。生活還有很多其它的例子，這些過程中相互作用的物體的動量都發(fā)生了變化，但它們究竟遵循著什么樣的規(guī)律呢？那么這節(jié)課我們就要探討這個問題。2. 探究教學（）系統(tǒng) 內力和外力（學生閱讀討論，并讓學生自己總結什么是系統(tǒng)？什么是內力和外力？）（1）系統(tǒng)：兩個或多個物體組成的研究對象稱為一個力學系統(tǒng)。（2）內力：系統(tǒng)內兩物體相互間的相互作用力。（3）外力：系統(tǒng)以外的物體對系統(tǒng)施加的力。注意：內力和外力的區(qū)分依賴于系統(tǒng)的

7、選取，只有在確定了系統(tǒng)后，才能確定內力和外力。（對上述概念給予足夠的解釋，引發(fā)學生思考和討論，加強對內力與外力的區(qū)分）以光滑水平面上發(fā)生碰撞的兩個物體為例，它們之間一定有相互作用，這是內力；他們還要受到重力和桌面對它們的支持力，這是外力。師生互動：設計物理情境用牛頓運動定律推導動量守恒公式。 如下圖所示，在光滑的水平面上做勻速直線運動的兩個小球，質量分別為和，沿著同一個方向運動，速度分別為 和 （且），則它們的總動量(動量的矢量和)。當?shù)诙€球追上第一個球并發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別為和，此時它們的動量的矢量和，即總動量。下面從動量定理和牛頓第三定律出發(fā)討論p和p有什么關系。推導過程：根據(jù)牛頓

8、第二定律，碰撞過程中兩球的加速度分別是：， 根據(jù)牛頓第三定律，F(xiàn)1、F2大小相等、方向相反，即：F1= - F2所以：碰撞時兩球之間力的作用時間很短，用表示，這樣，加速度與碰撞前后速度的關系就是：， 把加速度的表達式代入，并整理得：上述情境可以理解為：以兩小球為研究對象，系統(tǒng)的合外力為零，系統(tǒng)在相互作用過程中，總動量是守恒的即動量守恒表達式。由以上互動環(huán)節(jié)，可得出動量守恒的定義及表達式。（二）動量守恒定律 （師生共同總結上述互動環(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：一個系統(tǒng)不受外力或受外力矢量和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變，這就是動量守恒定律。2數(shù)學表達式： （相互作用的兩

9、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）3動量守恒定律的“四性”： 同一性：由于動量大小與參考系的選取有關，因此應用動量守恒定律是，應注意各物體的速度必須是相對同一慣性系的速度，一般以地面為參考系。 矢量性：動量守恒方程是一個矢量方程。對于作用前后物體的運動方向都在一條直線上的問題，解題時務必選取正方向，選取正方向之后，用正負表示方向，將矢量運算變?yōu)榇鷶?shù)運算。 瞬時性：動量是一個矢量，動量守恒指的是系統(tǒng)任一瞬時的動量恒定，列方程時，等號左邊是作用前（或某一時刻）個物體的動量和，等號右側是作用后（或另一時刻）各物體的動量和，不同時刻動量不能相加。 普適性：它不僅適用于兩個物體

10、所組成的系統(tǒng)；也適用于多個物體組成的系統(tǒng)。并且相互作用的物體無論是宏觀的還是微觀的，無論是低速的還是高速到接近光速的，動量守恒定律都適用。4成立條件：動量守恒定律有許多優(yōu)點。其中最突出的一點是，它不需要考慮系統(tǒng)相互作用過程中的各個瞬間細節(jié)，只考慮始末狀態(tài)的動量。即使在牛頓定律適用范圍內，它也能解決許多由于相互作用力難以確定而不能直接應用牛頓定律的問題。能有效地處理一些過程變化復習的問題。但它的使用要滿足一定的條件。請詳細的研究動量定恒定律的內容并結自己的理解，總結出動量守恒定律的適用條件。 （1）系統(tǒng)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)所受外力雖不為零，但內力遠遠大于外力，可忽略外力，系統(tǒng)的動量守恒（如碰撞問題中的摩擦力，爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內力來小得多，可以忽略不計） （3）系統(tǒng)所受外力雖不為零，但在某一方向上不受外力或合外力為零，則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量守恒【板書設計】第三節(jié)、動量守恒定律1. 系統(tǒng) 內力和外力（1）系統(tǒng)：兩個或兩個以上的物體組成的研究對象稱為一個力學系統(tǒng)。（2）內力：系統(tǒng)內兩物體間的相互作用力稱為內力。（3）外力：系統(tǒng)以外的物體對系統(tǒng)施加的力稱為外力。2. 動量守恒條件（1）內容：如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。這就是動量守恒定律。（2）表