高中物理《动量守恒定律(2)》优质课教案、教学设计

【教材分析】

前一节已涉及动量守恒定律在物理学史上是如何被提出来的，本节

则以一维情况下两个相互作用的小球为例，根据牛顿第二定律和牛顿第三定律，导出具体的动量守恒定律的表达式。这样的处理，使学生对动量守恒定律的理解更深刻，同时也使学生对知识间的联系有了更深入的理解。

【教学目标】

(1)能运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析碰撞，导出动量守恒的

表达式。

(2)了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限

性。

(3)加深对动量守恒定律的理解，进一步练习用动量守恒定律解决生产、生活中的问题。

（4）知道求初、末动量不在一条直线上的动量变化的方法。

【教学重点】掌握动量守恒定律的推导、表达式、适用范围和守恒条件【教学难点】动量守恒定律的理解及守恒条件的判定

【教学思路】首先通过演示实验使学生了解系统相互作用过程中动量守恒，再使学生清楚地理解动量守恒定律的推导过程、守恒

条件及适用范围，即用实验法、推理法、归纳法、举例讲授法。

【教学器材】多媒体、碰撞试验装置。

【教学过程】

新课导入

前面已经学习了动量定理，下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统，在不受外力的情况下，二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化，整个物体系统的动量又将如何? 这就是我们今天要介绍的动量守恒定律。它是自然界中最重要最普遍的定律之一。

新课展示

一、动量守恒定律

1.实验探究：

学生分组实验，探究碰撞前后系统的动量关系

2.理论探究：

课件展示：光滑的水平桌面上做匀速运动的两个小球，质量分别为m1 和m2。沿同一直线向相同的方向运动，速度分别是v l 和v2，且v l> v2，(1)两个小球的总动量为多少?一段时间后碰撞，碰后的速度为v1’ 和v2’,(2)则碰撞后的总动量为多少?(3)碰撞前后的总动量p 和p’有什么关系?

引导学生合作探究：

碰撞之前总动量：p=p1＋p2 = m1 v l + m2 v2

碰撞之后总动量：p’=p1’+ p2’= m1 v1’+ m2 v2’

根据牛顿第二定律，碰撞过程中两球的加速度分别是

a1=F1/m1 , a2= F2/m2 (1)

根据牛顿第三定律得F1=-F2

所以m1a1=-m2a2 (2)

又由加速度公式

a1= v1’- v l/t a2= v2’- v2/t (3)

由以上（1）（2）（3）得

m1 v l + m2 v2= m1 v1’+ m2 v2’即p= p’

通过定量计算得出结论：碰撞前后的总动量相等

二、动量守恒定律

1、内容：相互作用的物体所组成的系统，如果不受外力作用，或它们所受外力之和为零，则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守

恒定律。

2、矢量表达式：m1 v l+ m2 v2 = m1 v1’+ m2 v2’

即p = p’

3、介绍概念：

系统：存在相互作用的几个物体所组成的整体，称为系统，系统可按解决问题的需要灵活选取

内力：系统内各个物体之间的相互作用力

外力：系统外其它物体作用在系统上任何一个物体上的力

*注：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在选取了系统后，才能确定内力和外力。

4、守恒条件：一个系统不受外力或所受外力之和为零

三、动量守恒定律的应用

例题：一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v,方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1 的一块沿着与v 相反的方向飞去，速率为v1.求炸裂后另一块的速度v2.

练习：质量m1=1kg 的小球在光滑的水平桌面上以v1=3m/s 的速率向右运动，恰好遇上在同一条直线上向左运动的另一个球．第二个小球的质量为m2=5kg，速率v2=1m/s．碰撞后，小球m2 恰好停止．

那么，碰撞后小球m1 的速度是多大，方向如何？

*对定律进行几点说明：

(1)表达式是矢量式，解题时要选取正方向

(2)各式中的速度V 必须对应同一参考系，一般取地面为参考系

(3)动量守恒指的是过程守恒，要理解保持不变的含义

四、课堂总结：

上一节我们学习的动量定理适用于单个物体，而今天学的动量守恒定律适用于由两个或两个以上的物体组成的系统，本节课要求大家自

己会应用动量定理和牛顿第三定律独立推导动量守恒定律，并且要求掌握对动量守恒定律的理解及其守恒条件的判定。判断动量守恒，必须明确研究对象——系统，从而确定哪些力是内力，哪些力是外力。系统的选取与内力、外力的区分是本节课重点要求掌握的。

五、家庭作业与活动课后练习