1　能量量子化教学设计

附件3

《

动量守恒定律

》教学设计

参赛教师：蒙曦颖

一、教材分析

本节选自人教版物理选修3-5第十六章第三节，前一节介绍了力的时间积累效应——动量定理，而本节深入介绍了物体相互作用过程中所遵循的基本规律——动量守恒定律，这是高中学生所必修的自然界中四个基本守恒定律之一，因而它具有特殊的地位，在教学大纲中，动量守恒定律是B类知识点，属于较高层次的要求。

教材选取两体问题中的碰撞模型，依据牛顿第二定律及动量定理导出了动量守恒定律的一维表达式，较全面地介绍了动量守恒定律及其适用范围，它不仅和牛顿第二定律一样适用于宏观低速系统，也适用于牛顿第二定律不成立的宏观高速系统及微观系统，教材还详尽介绍了量守恒的条件，提出在系统不受外力或所受外力的合力为零时，系统的动量保持不变。

前节教材讲述的冲量、动量及动量定理是全章的基础知识，在中学物理中用动量定理处理的对象一般是单个物体（通常可看作质点）本节则将研究对象拓展到系统，在动量定理的基础上概括了封闭系统中的一般规律，动量守恒定律不仅是本章的核心内容，也是整个高中物理的重点，学好本节内容对今后处理物理综合问题以及学习新的物理知识都是至关重要的。

二、学情分析

学生通过前面几节的学习对碰撞的不变量有所探讨的知识基础，形成自己的思想。但存在对动量的方向性的确定不透彻，对动量守恒定律成立条件的掌握有一定的学习障碍。

三、教学目标

知识与技能

1、理解内力和外力的概念。

2、理解动量守恒定律含义和表达式，知道定律的适用条件和适用范围。

3、掌握应用动量守恒定律解决问题步骤，灵活运用动量守恒定律表达式。

过程与方法

1、由牛顿运动定律导出动量守恒定律

2、感受研究物理规律的方法

四、

教学重点和难点

重点：

1、动量守恒的条件和动量守恒定律的表达式

2、运用动量守恒定律的一般步骤

难点：动量守恒定律的应用

五、教学方法

推理推导法、讲授法、讨论法、练习法

六、学法指导

突出自主、探究、合作、教会学生分析的正确方法，发挥学生主观能动性。

七、教学手段

多媒体，视频

八、教学过程

教师教学组织

一、新课导入

播放视频：两个人静止在滑冰场上，互推，两人向相反方向运动。

分组讨论：

1、互推前，他们的总动量是多少？

2、互推时，他们之间力的冲量是什么关系？

3、他们的动量变化量是什么关系？

答：

1、互推前，总动量是零。

2、互推时，他们之间力的冲量等大反向。

3、他们的动量变化量等大反向。

提问：两人互推前和互推后总动量是什么关系？

猜想：互推前、互推后总动量保持不变。

下面我们通过实验验证

教师播放实验视频

通过实验得出结论：两物体碰撞前后总动量保持不变。

下面从理论加以验证

理论推导：

师：给出物理情境（投影教材11页第二段），提出问题让学生思考讨论：

1、碰撞过程两球的加速度分别为多大？

2、两球碰撞过程中所受力F1和F2有什么关系？

3、加速度与碰撞前后速度的关系？

4、请推导出碰撞前、碰撞后的动量关系式。

要求用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。

学生活动

分组讨论，小组代表分享讨论结果

答：

1、互推前，总动量是零。

2、互推时，他们之间力的冲量等大反向。

3、他们的动量变化量等大反向。

学生对给出的物理情境进行思考、讨论。

设计意图

贴近生活、激发学生的兴趣。

提高学生的主动性和合作交流能力

（教师巡回指导，及时点拨、提示）

推导过程：

根据牛顿第二定律，碰撞过程中1、2两球的加速度分别是

用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。

学生上讲台展示推导过程

根据牛顿第三定律，F1、F2等大反响，

即

F1= - F2

所以

m1a1m2a2

碰撞时两球间的作用时间极短，用t

表示，则有

v1v2v1v2a1，

a2

tt

代入m1a1m2a2并整理得

m2v2

m1v1m2v2m1v1

通过推导得出结论：两个小球碰撞前的

总动量等于碰撞后的总动量．

问：要满足以上结论需要满足什么条

件？

下面我们从两球的受力情况进行分

析。

问1：球一受到哪些力？

同样球二也受重力，支持力，球益给球思考

二的作用力法F2。F1和F2是两球之间的

相互作用力，如果把球一、球二看做一个答：重力，支持力，球二给球一的作用力F1 一个整体，一个系统，F1和F2是这个系

统内部的作用力，称为内力。重力、支持

力是除系统以外其他物体施加的外力。

FFa11，

a22

m1m2

引出系统、内力、外力和动量守恒的

条件：

1．系统：有相互作用的物体构成一个系

统．例如实验中的两辆小车或推导实例中碰撞的两个小球；

的相互作用力叫做内力．例如：实验中两小车通过弹簧施加给对方的弹力；两小球在碰撞中施加给对方的平均作用力．

2．内力：系统中相互作用的各物体之间

培养学生自主探究，逻辑推理能力

3．外力：外部其他物体对系统的作用力

答：系统的外力之和为0 （二）动量守恒定律的条件和内容

1．动量守恒定律的条件

（1）系统不受外力或者所受外力之和

为0。

（2）内力远远大于外力

（3）某个方向外力之和为0，则该方向

动量守恒。

2．动量守恒定律的内容：一个系统

不受外力或者所受外力之和为0，这个系

统的总动量保持不变。

3．动量守恒定律的表达式：

p1+p2=p1′+p2′动量守恒定律的几种表

达式为：

①m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(相互作用

两个物体组成系统，前动量和等于后动量

和)

②p=p′（系统相互作用前的总动量p

等于相互作用后的总动量p′）

③Δp=0(系统总动量增量为0)

④Δp＇=-Δp2（相互作用的两个物体构

成系统）两物体动量增量大小相等、方向

相反．

（三）动量守恒定律的应用

接下来我们学习动量守恒定律在实际问

题中的应用。

投影：动量守恒定律的基本应用方法：

（1）明确研究对象（系统）

, 明确研究

过程

。

（2）受力分析，判断动量是否守恒。

（3）规定正方向，找系统的初、末状态。

（4）由动量守恒定律列式求解。

课堂练习：课本16页问题与练习第3题

质量为10g的子弹，以300m/s的速度射

入质量是24g静止在水平桌面上的木块，

叫做外力．例如实验和推导实例中的重力和支持力．

问2：以两球为一个系统，则系统的外力有什么特点？

系统的外力之和为0或系统不受外力，这就是动量守恒定律的条件。

并留在木块中。子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大?如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s，这时木块的速度又是多大? 学生自主练习，教师强调解题的方法和步骤

解：(1)以子弹、木块组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向，

由动量守恒定律得：mv=(m+M)v1,解得：v1=mv/(m+M)=10×300/(10+24)=88.2m/s；

(2)以子弹、木块组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向，

子弹打穿木块,由动量守恒定律得：

学生上讲台讲述解题思路和过程

mv=mv′+Mv2,解得：v2=m(v−v′)M=10×(300−100)24=83.3m/s，

通过练习发现学生出现的错误，并及时组织学生进行评析产生错误的原因，巩固和掌握运用动量守恒定律的方法步骤。

课堂小结：请谈谈这节课你学到了什么知识？收获了什么？

学生自己总结和梳理本节课所学知识。

板书：

§5动量守恒定律

一、实验结论：两物体碰撞前后总动量保持不变。

二、理论推导：

a1F1F，

a22

m1m2F1= - F2

m1a1m2a2

a1代入m1a1m2a2并整理得

v1v1vv2，

a22

ttm2v2

m1v1m2v2m1v1结论：两个小球碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量．

三、动量守恒定律

1．内容：一个系统不受外力或者所受外力矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。

2．动量守恒定律的条件

（1）系统不受外力或者所受外力之和为0。

（2）内力远远大于外力

（3）某个方向外力之和为0，则该方向动量守恒。

3.表达式：

①m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

②p=p′

③Δp=0

④Δp＇=-Δp2 四、动量守恒定律的应用

九、教学反思

本节为第一课时，旨在得出动量守恒定律的内容、并阐述清楚动量守恒定律的条件。本节课从实验探究和理论推导两方面共同得出了动量守恒定律，实验部分是以视频的方式，让学生自己从看到实验现象中总结得出实验结论。在理论推导部分，让学生从教室创设的物理情境和引导的问题中自主完成理论的推导。在得出动量守恒定律、条件、表达式后，列出了例题和应用动量守恒定律的方法步骤，让学生加强和巩固，掌握运用动量守恒定律的方法。本节课达到了预期的教学目标、学生的参与度较高，课堂的气氛较好。不足之处，实验部分以视频的方式无法让学生有深刻的体会。应该给学生创造一个自主探究的机会，让学生亲身动手探究做实验、去体验，自己得出结论，这样的教学效果会更好。教学过程中，本人没有给学生足够的空间自主思考和探究，应该把更多主动权放给学生，让学生自己得出答案，这样才能充分发掘学生的潜能。