课题研究名师教学设计2

《16.3 动量守恒定律》教案

一、教材分析

地位与作用

本节课的内容是人教版物理选修3-5第16章第三节。

本节讲述动量守恒定律，它既是本章的核心内容，也是整个高中物理的重点内容。它是在学生学习了动量、冲量和动量定理之后，以动量定理为基础，研究有相互作用的系统在不受外力或所受合外力等于零时所遵循的规律。它是动量定理的深化和延伸，且它的适用范围十分广泛。

动量守恒定律是高中物理阶段继牛顿运动定律、动能定理以及机械能守恒定律之后的又一重要的解决问题的基本工具。动量守恒定律对于宏观物体低速运动适用，对于微观物体高速运动同样适用；不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统。因此，动量守恒定律不仅在动力学领域有很大的应用，在日后的物理学领域如原子物理等方面都有着广泛的应用，为解决物理问题的几大主要方法之一。因此，动量守恒定律在教学当中有着非常重要的地位。

二、学情分析

学生在前面的学习当中已经掌握了动量、冲量的相关知识，在学习了动量定理之后，对于研究对象为一个物体的相关现象已经能够做出比较准确的解释，并且学生已经初步具备了动量的观念，为以相对较为复杂的由多个物体构成的系统为研究对象的一类问题做好了知识上的准备。

碰撞、爆炸等问题是生活中比较常见的一类问题，学生对于这部分现象比较感兴趣，理论和实际问题在这部分能够很好地结合在一起。学生在前期的学习和实践当中已经具备了一定的分析能力，为动量守恒定律的推导做好了能力上的准备。

从实验导入，激发学生求知欲，对于这部分的相关知识，学生具备了一定的主动学习意识。

三、教学目标、重点、难点、关键

（一）知识与技能

1、理解动量守恒定律的确切含义。

2、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围，并会用动量守恒定律解决简单的实际问题。

（二）过程与方法

1、通过实验与探究，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、运用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律，培养学生的逻辑推理能力。

3、会应用动量守恒定律分析、计算有关问题（只限于一维运动）。

- 1 -

（三）情感、态度与价值观

1、培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法。

2、引导学生通过对动量守恒定律的学习，了解归纳与演绎两种思维方法的应用，并体会定律中包含的对称与和谐的美。

3、培养学生将物理知识、物理规律进行横向比较与联系的习惯，养成自主构建知识体系的意识。

四、教学重点、难点：

重点：理解和基本掌握动量守恒定律。

难点：对动量守恒定律条件的掌握。

五、教学方法

启发引导，讨论交流，分析归纳，多媒体展示

六、教学流程

（一）知识点复习

【学生回答】

冲量，动量，动量定理内容及公式。

（二）引入新课

回顾动量定理的内容和表达式，指出动量定理的研究对象为一个物体。思考：当物体相互作用时，各自的动量发生什么变化，整个物体系统的动量又将如何？

（三）新课教学

【创设情境】

质量为m1的木板以初速度v1在光滑水平面上匀速运动，有一质量为m2的物块以同向的速度v2滑上木板，已知v2＞v1，木板上表面粗糙。经过时间t，若木板和物块仍在相对运动，求二者动量的关系。

【教师引导，学生自主推理】

设向右为正方向，f为摩擦力大小：f t = mv1’ - mv1，-f t = mv2’ - mv2

m2v2

整理得表达式：m1v1m2v2m1v1若只在m1上施加向右的恒力F，表达式是什么？

若在m1和m2上同时施加等大反向的恒力F，表达式是什么？

【教师总结】

- 2 -

如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。

【学生讨论，总结】

系统动量守恒的条件：（1）系统不受外力或所受外力矢量和为零；（2）内力远大于外力：碰撞，爆炸。

注意：

（1）动量定理指出，系统的总动量保持不变。那么碰撞前和碰撞后系统的动量应该相等。即pp'

（2）如果是相互作用的两个物体组成的系统，总动量不变。那么系统内一个物体增加的动量跟另一个物体减少的动量也相等。即p1p2

（3）系统总动量不变，那就是说对于系统动量变化量应该为零。即p0

（四）例题练习

例1、甲、乙两船静止在湖面上，总质量分别是m1、m2，两船相距

s，甲船上的人通过绳子用力

F 拉乙船，若水对两船的阻力大小均为

f ，且

f < F，则在两船相向运动的过程中（ C ）

A．甲船的动量守恒 B．乙船的动量守恒

C．甲、乙两船的总动量守恒 D．甲、乙两船的总动量不守恒

例2、右图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车表面足够长，则（ A ）

A．木块的最终速度为

B．由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒

C．车表面越粗糙，木块减少的动量越多

D．车表面越粗糙，小车获得的动量越多

例3、如图所示的装置中，木块

B 与水平桌面间的接触是光滑的，子弹

A 沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧

压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，动量

不守恒

，机械能 不守恒 .（填“守恒”或“不守恒”）

例4、质量为M 的航天器正以速度

v0

在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为

v1

，加速后航天器的速度大小为v2

，则喷出气体的质量

m 为多少？

解：（五）学生总结

应用动量定理解决问题的步骤。

（六）布置作业

- 3 -

七、板书设计

1、内容：如果一个系统不受外力或所受外力矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。

2、研究对象：系统

3、守恒条件：①不受外力或所受外力矢量和为零；

②内力远大于外力：碰撞，爆炸。

=

4、表达式：

''直线两物体：m1v1m2v2m1v1

m2v25、应用步骤：

（1）确定系统及对应的守恒过程；

（2）确定该过程初末速度的大小、方向；

（3）规定正方向；

（4）列式。

- 4 -