【教案】动量守恒定律+教学设计-高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

《动量守恒定律》教学设计
★课标解析
1．课标内容要求。

动量守恒条件。

2．课标内容解析。

通过对碰撞模型的研究，实验获得总动量保持不变的同时理论推导总动量保持不变，进
而讨论动量守恒的条件，并能运用动量守恒解决实际问题。

★教学目标
（一）必备知识
1、理解动量守恒定律的含义。

2、了解动量守恒定律的适用条件，并会用动量守恒定律解决实际问题。

（二）关键能力
1、引导学生在研究过程中主动获取知识，应用知识解决问题，同时在过程中培养学生
协作学习的能力。

2、会应用动量守恒定律解决碰撞模型问题。

（三）物理观念及科学思维
1、培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法。

2、培养学生将物理知识、物理规律与实际生活相联系的习惯，构建知识体系。

★教学准备
1．本节的教学用2课时。

2．多媒体使用建议：PPT课件。

3．教学顺序。

（1）通过对碰撞模型研究，提出碰撞前后动量的变化有什么规律。

（2）从第一节实验我们可以获得动量前后总量不变这一规律；理论上，运用动量定理
与牛顿第三定律，推导出动量前后之和不变。

（3）碰撞模型中动量守恒，那么动量守恒是否有条件？
（4）归纳动量守恒条件，并理解动量守恒的普适性。

（5）以生活实例理解动量守恒定律在实际生活中的应用。

★教学过程
环节教师活动学生活动
引入正课播放视频
牛顿摆学生发现不同碰撞情况下一个守恒的物理量
冬奥会冰球碰撞举世瞩目的冬奥会完美闭幕，里面的精彩瞬间让人难忘，播
放冰球比赛的视频。

学生经过观察，发现冰球碰
后瞬间总动量基本不变，但
请问，冰球碰撞后瞬间总动量有什么样的变化，教师使用
tracker软件进行分析，为各小组分组探究打下基础
是最后会停下
动量定理推导动量守恒建立简单碰撞模型进行推导，使用动量定理对两个相互作用
的物体分别研究，再使用牛顿第三定律，系统内力产生的总
冲量为0，在外力也为0的条件下，得出动量守恒定律。

学生进一步强化动量定理和
动量守恒的关系
分组探究桌球碰撞使用track 而软件定量分析碰撞结果播放视频：桌球碰撞
同学们，你参加过桌球运动么，我们看到白球和其它球的碰
撞会有哪些情况？
学生回答
碰撞之后，白球可能前进，静止，后退，倾斜飞出等。

教师提问
碰撞后的瞬间它们的总动量有什么变化？
学生分组实验，用tracker软件分析出总动量在碰撞前后基本
上是相等的
继续引导
那么碰撞后两个小球是匀速么，几秒后总动量怎么变化，为
什么？
难度升阶
在倾斜碰撞中动量还守恒么，满足什么定则？
学生从桌球比赛中观察各种
碰撞现象
进一步定量分析，发现共同
点
学生发现有摩擦力改变了系
统的总动量，下意识地使用
动量定理
课堂检测火箭匀速飞行，爆炸后分成两块，一块向后以速度v飞行，求另一块的飞行速度。

学生弄清动量守恒的近似条件，矢量性和对地速度
动量定理研究了一个物体受到力的冲量作用后，动量怎样变化。

那么，两个或两个以上的物体相互作用时，会出现怎样的总结果？例如，站在冰面上的两个人，不论谁推一下谁，他们都会向相反的方向滑开，两个人的动量都发生了变化。

又如，静止在小船上的人，当人沿着船走动时，船也同时沿着与人运动的相反方向运动，而且当人静止时，船也即时静止。

生活中还有很多其他的例子，这些过程中相互作用的物体的动量都有变化，但它们遵循什么样的规律？
1．系统，内力和外力。

学生讨论，什么是系统？什么是内力和外力？
（1）系统：相互作用的物体组成系统。

系统可按解决问题的需要灵活选取。

（2）内力：系统内物体相互间的作用力。

（3）外力：外物对系统内物体的作用力。

注意：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确定了系统后，才能确定内力和外力。

教师对上述概念给予足够的解释，引发学生思考和讨论，加强理解。

教师：大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动。

显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念。

②矢量性：动量的方向与速度方向一致。

教师：综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。

2．理论推导碰撞过程动量守恒。

教师引导学生阅读理解教科书关于碰撞模型动量守恒的理论推导。

从模型的建立到运用的规律（可以从动量定理结合牛顿第三定律推导，也可以由牛顿第二定律结合牛顿第三定律推导），运用微元法的思想，化变为恒，得出动量守恒这一结论。

3．动量守恒定律。

师生共同总结上述两个互动环节，并得出结论——动量守恒定律内容及表达式。

（1）内容表述：如果一个系统不受外力或所受合外力为零，无论这个系统的内部发生了何种形式的相互作用，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫动量守恒定律。

（2）数学表达式：
①221
12211v m v m v m v m '+'=+，即p 1+p 2=p 1’+p 2’。

（相互作用的两个物体组成的系统，作用前系统的总动量等于作用后系统的总动量） ②Δp 1+Δp 2=0，Δp 1=﹣Δp 2。

（相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量增量大小相等、方向相反）
③Δp =0。

（系统总动量的增量为零）
（3）注意：
①同一性。

上述式中的速度都应相对同一参考系，一般以地面为参考系。

②矢量性。

动量守恒定律的表达式是矢量式，解题时先选取正方向，后用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。

③同时性。

表达式两边的各个速度必须是同一时刻的速度。

④普适性。

微观、宏观、高速都适用。

（4）动量守恒条件：
①不受外力或受外力之和为零，系统的总动量守恒。

②系统的内力远大于外力，可忽略外力，系统的总动量守恒。

③系统在某一方向上满足上述①或②，则在该方向上系统的总动量守恒。

例1 如图所示，子弹打进与固定于墙壁上的弹簧相连的木块中，此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中，子弹与木块作为一个系统动量是否守恒？说明理由。

解析：子弹进入木块的瞬间系统动量守恒，进入后开始压缩弹簧，系统受到墙壁施加的支持力，系统合外力不为零，动量不守恒，所以整个过程动量不守恒。

例2 如图所示，斜面体A的质量为M，把它置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块B从斜面体A的顶部由静止滑下，与斜面体分离后以速度v在光滑的水平面上运动。

在这一过程中，物块B沿斜面体A下滑时，系统的动量是否守恒？
B
A
解析：A、B作为系统水平方向不受外力，竖直方向重力与支持力不相等，所以整个系统动量不守恒，但系统水平方向动量守恒。

4．动量守恒的应用。

结合教科书给出的例题（火箭分离问题）体会用动量守恒解决问题的步骤：
（1）选择研究系统。

（2）判断系统动量是否守恒（或某一方向上是否守恒）。

（3）确定系统的两个状态。

（4）利用动量守恒建立表达式（注意方向问题）。

★练习题
如图所示，紧靠着放在光滑的水平面上的木块A和B，其质量分别为m A=0.5kg，m B=0.3kg，它们的下底面光滑，上表面粗糙。

另有一质量m C=0.1kg的滑块C（可视为质点），以v c=25m/s 的速度恰好水平地滑到A的上表面，由于摩擦，滑块最后停在木块B上，B和C的共同速
度为3.0m/s。

求：
（1）木块A的最终速度v A。

（2）滑块C离开A时的速度v C’。

解析：对于整个过程，把ABC看作整体，以C的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
m c v c=m A v A+（m c+m B）v’
对于C在A上滑行的过程，把AB看成一个整体，以C的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
m c v c=（m A+m B）v A+m c v c’
解得
v A=2.6m/s，v c’=4.2m/s
答案：v A=2.6m/s v c’=4.2m/s
教学反思
通过本次活动，让我收获颇丰，结合新课改理念，围绕本次活动主题：“情景问题导学”基于学科核心素养的课堂教学研究，将知识情景化、问题化创设，引导学生自主探究学习，以导促学，真正实现学生在课堂上的主导地位。

本节课中，基本实现了本次的教学目标，将知识的情景化和问题化，将生活中的实际事例与本节课知识相结合，使学生在增强感性认识的同时，也加深了对知识的理解和记忆。

问题的创设，由浅入深，层层深入，更有利于学生的接受与吸收。

同时充分发挥学生的主观能动性，引导其自主探究学习！当然也存在着一定的不足：刚上课时，学生过于紧张，作为教师没能及时的帮助他们调整好状态；对学生的评价性语言比较单调，有待于进一步提高。

课后，全校同仁和兄弟院校的同仁进行了说课、反思和评课，大家中肯的点评，使我的个人能力得到了提升，同时也为我今后的工作指明了方向，并且我也会朝这个方向努力下去，更好的升华自己，更好的为学生们服务！。