高中物理动量守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思Word格式.docx
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两个小孩各自都向相反的方向运动，谁运动的更快一些？
两人的动量都发生了变化，总动量是怎样变化的呢？
动量变化又遵循什么样的规律呢？
学生讨论，当两个物体相互作用时动量会有什么变化?
为了清楚这些问题。
进行本节课的学习。
（一）动量守恒定律的推导及总结
1.用多媒体展示下列物理情景：
在光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v1>
v2，经过一段时间后，m2追上了m1，两球发生碰撞。
2.引导学生思考：
①两个小球在碰撞过程中各受到什么力的作用？
②对两球组成的系统而言这些力哪些是外力，哪些是内力？
③两个小球在碰撞过程中所受到的作用力F1和F2有什么关系？
④写出碰撞过程中在非常短的一段时间△t内，小球各自所受到的合外力的冲量和每个小球动量变化量的关系式。
（令时间△t内两小球的初速度为v1和v2，末速度分别为v1’和v2’）
⑤请找出碰撞前后系统总动量的关系。
（也可以根据牛顿第二定律进行推导）
系统：
有相互作用的两个或多个物体构成的整体可以称作一个系统。
在自然界中系统广泛存在，大到太阳系内各行星与太阳有相互作用力构成一个系统，小到原子内，核外电子绕原子核高速旋转，它们也可以构成一个系统。
内力：
系统中各物体之间的相互作用力。
外力：
系统外部其它物体对系统内物体的作用力。
3、学生答：
（提醒学生要规定正方向）第一个小球和第二个小球在碰撞中所受的作用力F1和F2是一对相互作用力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在两个物体上；
在非常短的一段时间
内
第一个小球受到的冲量是：
第二个小球受到的冲量是：
又F1和F2大小相等，方向相反，所以
∴
由此得：
学生回答后小结：
运动物体的作用效果与物体的质量有关，但系统的总动量不变。
即：
我们选取碰撞过程中的任意一段时间
，都可以得出同样的结论，说明两小球碰撞过程中系统的总动量一直保持不变，即系统动量守恒。
4、师生共同叙述上边表达式的含义：
两个小球构成的系统碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。
5、总结动量守恒定律的条件和内容
（1）结合实验和理论推导实例中的条件初步分析动量守恒定律的条件。
引导学生首先分析理论推导实例中的研究系统的受力特征，系统合外力为零。
在两个小球碰撞的情境中，系统的受力有什么特征？
生：
合外力为零。
系统合外力为零，系统动量就守恒吗？
然后回顾前面的演示实验——两辆小车相碰，用手固定其中一辆小车，另一辆小车碰后反向，通过分析发现系统动量不守恒，通过受力分析，发现系统合外力不为零。
（2）请学生讨论后总结得到动量守恒定律。
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，这个结论叫动量守恒定律。
教师总结，板书。
并叙述各个字母所表示的物理量。
刚才我们通过推导得到了系统在不受外力或所受外力之和为0时，系统的动量保持不变，你认为这个结论可以用哪些表达式来描述？
①p=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，）
②△p=0（系统总动量增量为0）
③
（相互作用的两物体构成的系统）两物体的动量增量大小相等、方向相反。
④
（相互作用两个物体组成系统，碰前动量和等于碰后动量和）
（4）总结系统动量守恒的条件：
系统不受外力或者所受外力之和为0。
在光滑的水平面上有一辆平板车,一个人站在车上用大锤敲打车的左端,如图所示。
在连续的敲打下,这辆车能持续地向右运动吗?
说明理由。
要点提示:
当把锤头打下去时,锤头向右摆动,系统总动量要为零,车就向左运动;
举起锤头时,锤头向左运动,车就向右运动。
用锤头连续敲击时,车只是左右运动,一旦锤头不动,车就会停下来,所以车不能持续向右运动。
（二）动量守恒定律的理解、应用
1、在列车编组站里，一辆质量m1=1.8×
104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动，碰上一辆质量m2=2.2×
104kg的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。
2、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，如图所示。
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，速度v1。
求炸裂后另一块的速度v2。
分析：
考虑到燃料几乎用完，爆炸产生的气体的质量可以忽略，爆炸的过程可以看做这两部分相互作用的过程。
火箭在空中爆炸时所受合外力应是它受到的重力G＝（m1+m2）g，可见系统的动量并不守恒。
但爆炸的内力远大于所受的外力即重力，系统的动量可以看作近似守恒。
演示：
内力远大于外力
将一个气球（充好气）放在学生手上，让学生感受（很轻）。
然后将气球抛出去，用打火机将其弄破，产生爆炸的现象，学生感到震惊。
请学生尝试着解决问题。
教师展示规范的解答过程:
解：
取炸裂前速度v的方向为正方向，导弹在空中爆炸时所受合外力应是它受到的重力G＝（m1+m2）g，由于爆炸爆炸的内力远大于所受的外力即重力，系统的动量可以看作近似守恒。
系统初态的总动量为：
p1=mv
系统末态的总动量为：
p2=m1v1+（m-m1）v2
根据动量守恒定律，可得：
mv=m1v1+（m-m1）v2
解得：
3、动量守恒定律的适用范围
1、学生阅读课文有关的内容。
2、教师介绍动量守恒定律得出的物理学史内容，介绍定律的得出凝聚了众多科学家的努力与付出。
3、教师归纳：
动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，比牛顿运动定律的适用范围要广泛得多。
①不但能解决低速问题，而且能解决高速问题
②不但适用于宏观物体，而且适用于电子、质子、中子等微观粒子。
4、总结运用动量守恒定律的解题步骤
（三）课堂小结
让学生自主进行总结，教师适当修正。
补充：
巩固练习
五、课后作业
学情分析
对于目前的学生，在整体的学习中基础相对比较薄弱，思维的灵活性和理解力都比较平常，对于新概念的掌控存在一定的障碍。
他们对于抽象思维的理解有所欠缺，而对直观性的现象等更加容易理解，因此在进行教学设计的时候应该注重引导，尽量以直观活泼的课堂特点将这节课展示出来，多进行生活中的实例表现。
在之前的学习中，学生已经通过简单的碰撞试验去探究了碰撞中的不变量，发现碰撞前后质量与速度的乘积之和基本不变，进而学习了动量的定义，初步了解了动量以及动量变化量的概念，单位以及它的标矢性。
在此基础上，同学们自己通过引导，运用牛顿第二定律得出了动量定理。
对物体动量变化的原因有了属于自己的理解，并理解了动量定理在生活中的种种应用。
比如酒杯从同一高度下落到毛毯和地板上，为什么地板上更容易碎裂。
但是动量作为力学中一个独立的模块，定义非常的抽象而不容易理解，并且极度容易与之前学习的能量发生混淆，在之前的教学过程中，通过动量与能量的对比学习，学生掌握的比较良好，在动量守恒这一节中，也要保证不要与能量混淆，强调它是一个相对独立的模块。
本节知识相对枯燥抽象，因而应当选择相对轻松直观的上课风格，更有利于学生的理解，通过漂亮的牛顿摆以及学生在冰面上互相推动的小视频，调动学生的求知欲，激发学生的主观能动性，学会自己思考，以便保证听课的质量。
下一步通过分析两物体的碰撞，由动量定理入手，从学生掌握的基础出发，徐徐过渡到本节课需要掌握的动能守恒定律的知识上来。
通过活跃的课堂气氛和引导式的教学手段保证本节课的教学质量。
效果分析
本节所讲为第一课时，旨在得出动量守恒定律的内容，并阐述清楚动量守恒的条件，在得出内容上，秉着物理教学离不开实验的思想，采用了实验探究和理论推导共同得出动量守恒定律，在实验探究过程中，本着以学生为本的原则，充分让学生参与进去，激发学生对物理的兴趣，实验很成功，记录的数据充分的说明了两个物块碰前和碰后的总动量守恒，理论推导过程学生也积极参与进来，课堂氛围非常热烈，激发了学生的兴趣，达到的预期的教学目标。
在听中教课堂教学的核心是学生，所有的教学活动实施应围绕学生展开，以人为本是课堂教学的核心理念。
本节课从物理学科核心素养出发，注重物理观念的建立，积极训练科学思维，努力进行实验探究，培养学生科学态度与责任。
通过复习前面动量定理的内容，结合实验数据用两种方法得出结论，加深学生的印象，后面对动量守恒定律成立的条件列出两道例题进行加强、巩固，在听中教课堂教学的核心是学生，所有的教学活动实施应围绕学生展开，以人为本是课堂教学的核心理念。
在课堂上与学生换位思考，从学生学的角度组织实施教育教学活动。
一些创新性的设计给人美的享受，让学生感受到听老师的课是一件很幸福的事，幸福其实很简单，幸福来源于创造性的劳动和对创造性劳动的审美性体验。
“大创造，大突破，大快乐；
小创造，小突破，小快乐；
无创造，无突破，无快乐。
”
教材分析
动量守恒定律既适用于宏观世界，也适用于微观世界；
既适用于低速运动，又适用于高速运动。
它是适用范围比牛顿运动定律更广的一条普遍规律。
本节根据牛顿第三定律和动量定理推导得出:
不受外力（或所受合外力为0）的系统，在系统内部部相互作用的过程中，系统的总动量守但。
建立在牛顿第三定律及动量定理基础上的理论推导和本章第1节的实验探究相结合，有利于帮助学生更好地理解动量守恒定律，深化对物体之间相互作用规律的理解。
动量守恒定律既是本章的核心内容，也是整个高中物理的重点内容。
本节的教学重点是理解动量守恒定律的内容和适用条件，掌握运用动量守恒定律解决问题的步骤，并能应用动量守恒定律解决相关的问题。
（1）问题引人
教村通过回忆第1节两辆小车碰撞的实验结论，引导学生思考“碰撞前后动量不变”的结论是否适用于一般的碰撞现象，如冰壶等物体的碰撞，以及“怎样证明这一结论呢?
这是一个普遍现象吗?
”也可以通过视顿提供更多两个物体相互作用前后动量变化的问题来引导学生思考，通过对实验结果适用性的追问，自然地从实验研究转向理论推导。
（2）相互作用的两个物体的动量改变
在利用牛顿第三定律和动量定理推导两物体碰撞前后动量之和不变的过程中，由于涉及两个物体的动量变化表达式，-开始就要引导学生确定正方向，规范地表达碰撞前后的动量。
在推导前建议多举一些实际的例子让学生了解系统、内力和外力的概念。
系统是我们的研究对象，与单个物体不同，它是两个或两个以上相互作用的物体构成的整体，内力和外力是针对系统而言的。
在利用牛顿第三定律和动量定理推导动量守恒定律的过程中，要提醒学生注意:
推导中涉及的速度、力和动量等物理量都是矢量，在使用中一定要先选定正方向，之后，对于同一直线上的矢量，就可用正负号来表示了。
推导结果表明相互作用前系统的总动量等于相互作用后系统的总动量。
需要指出的是，虽然两物体之间的作用力是变力，但由于两个力在碰撞过程中的每个时刻都大小相等、方向相反，因此，推导结果对过程中的任意两时刻的状态都适用。
（3）动量守恒定律
教学中要使学生明确动量守恒定律的内容，理解动量守恒条件，理解总动量就是系统内各个物体动量的矢量和。
可以设置多种情境，列出多种表达式，以帮助学生理解。
对守恒条件的理解，首先要明确研究的对象不是一个物体，而是相互作用的两个或两个以上的物体所构成的整体。
守恒条件有:
①系统不受外力；
②系统受外力作用，但所受外力的矢量和为0；
③系统受外力作用，所受外力的矢量和也不为0，但远小于物体间的相互作用力。
最后一种情况，严格地说只是动量近似守恒，但却是最常见的情况。
例如，两个球在水平面上相互碰撞时，外力（地面的摩擦力）远小于球相互间的作用力；
飞行的手榴弹爆炸时，重力远小于爆炸时弹片间的相互作用力；
大炮发射时地面对炮身的阻力远小于炮身与炮弹的相互作用力。
“思考与讨论”中，两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻质弹簧。
细线烧断后，两辆小车的动量发生变化，通过交流讨论深化对动量守恒定律的条件及动量守恒定律的矢量性的理解。
也可以列举一些不满足动量守恒的例子，如用肩部紧抵住步枪枪托进行射击时，子弹和枪身组成的系统的动量就不守恒，加深学生对守恒条件的理解。
教学中要让学生明确：
①动量守恒定律的表达式，实际上是一个矢量式。
用来处理一维问题时要选定一个正方向，将一维矢量运算简化为代数运算。
表达式m1v1+m2v2=m1v1,+m2v2,中的运算符号是加号，但速度本身可能是正值，也可能是负值。
②动量守恒定律指的是系统在任意时刻的总动量不变，即系统的总动量在整个相互作用过程中保持不变，但系统内每一个物体的动量可以改变。
③应用动量守恒定律时，各物体的速度必须是相对同一惯性系的速度，一般以地球为参考系。
④动量守恒定律不仅适用于宏观系统，也适用于微观系统。
动量守恒定律在现实生产与生活中有广泛的应用。
在分析教材例1、例2的过程中，应引导学生明确系统、内力和外力，判断题中情况是否满足守恒条件，规定正方向。
例1中列车的碰撞过程瞬间完成，相互作用时间短、作用力大。
若把两列车视为一个系统，碰撞过程属于内力远大于外力（地面摩擦力）的情况，两列车所组成的系统动量近似守恒。
例2以水平飞行火箭爆炸后分为两块为情景，教材指出物体的爆炸过程往往比较复杂，例2中设计的“水平方向”与“两块”是简化后的爆炸模型。
分析物理现象不但要明确研究对象，而且要明确研究的是哪一段过程，知道相互作用过程的初状态是刚开始发生相互作用时的状态，末状态是相互作用刚结束时的状态。
分析清楚所研究的对象与过程，再分别画出初、末状态的示意图，取相互作用物体的一个已知的初速度方向为正方向，其他所有速度以此为参照分别取正、负，速度大小为相对于地面的速度值，再写出初、末状态的总动量，最后列方程求解，并对求解结果进行讨论。
在教学中进行拓展教学，可加深学生对动量守恒定律应用的理解，最后从能量的角度来分析问题，能够帮助学生进一步深刻理解自然界规律的统一性和适用性。
教学过程还可通过创设丰富的生活情境来提高学生对真实问题的解决能力。
（4）动量守恒定律的普适性
为避免给学生造成动量守恒定律是牛顿运动定律的导出结果的错误认识，强调动量守恒定律作为自然界普遍适用的实验定律的地位，教材专门安排了一段讲述动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围局限性的内容。
牛顿运动定律和动量守恒定律不是等价的，动量守恒定律是一个独立的实验定律，它适用于到目前为止物理学研究的一切领域，而牛顿运动定律只适用于宏观低速的情形。
应用动量守恒定律解决碰撞等问题时，因不涉及过程中复杂的相互作用情况而显得更为方便。
评测练习
1．一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。
则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（）
A．动量守恒，机械能守恒
B．动量不守恒，机械能守恒
C．动量守恒，机械能不守恒
D．无法判定动量、机械能是否守恒
C
2．关于动量守恒，下列说法正确的是（）
A．系统中所有物体的加速度都为零时，系统的动量不一定守恒
B．若光滑水平面上的两小球发生碰撞，则碰撞过程中两小球组成的系统动量守恒
C．一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射子弹时，枪和子弹组成的系统动量守恒
D．系统只有重力做功，系统的动量才守恒
B
3．如图所示，小车与木箱紧挨着停放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是（）
A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
B．小车与木箱组成的系统动量守恒
C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
4.如图所示，一质量为M的物体静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h。
一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度
射出。
重力加速度为g。
求：
（1）此过程中系统损失的机械能；
（2）此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。
【答案】
（1）
mv
（2）
5.（多选）如图所示，带有斜面的小车A静止于光滑水平面上，现物体B以某一初速度冲上斜面，在冲到斜面最高点的过程中（ ）
A．若斜面光滑，则系统动量守恒，系统机械能守恒
B．若斜面光滑，则系统动量不守恒，系统机械能守恒
C．若斜面不光滑，则系统在水平方向上动量守恒，系统机械能不守恒
D．若斜面不光滑，则系统在水平方向上动量不守恒，系统机械能不守恒
【答案】BC
课后反思
一、以人为本，在听中教
课堂教学的核心是学生，所有的教学活动实施应围绕学生展开，以人为本是课堂教学的核心理念。
所以一节课成败的核心标准是以学生为基准，看教学是否以学生为主体，看老师在课堂上是否关心人、尊重人、依靠人、发展人、满足人。
用“以学论教”作为指导思想，把学生的学习活动和状态作为观课议课的焦点，以学的状态讨论教的成败。
通过学生的学来映射和观察教师的教。
这充分体现了新课程的“以生为本”、“教为主导”、“学为主体”等先进的理念。
两位老师在课堂教学实施环节，关注学生，也关心到每一位学生，倾听学生的反应，及时评价，及时反馈，以人为本，在听中教课堂互动性强。
二、换位思考，在学中教
课堂教学是学生生命成长的过程。
人人都有思想，都有思考的权利。
作为老师，要尊重参与者思想的权利，并搭建交流与表达思想的平台，鼓励学生在课堂教学中积极主动的思考。
要防止一言堂，一味追求进度和效率而控制或剥夺学生思考的过程，包办学习过程，禁锢学生多元化的思想。
“己所不欲，勿施于人”要设身处地，感身同受。
这节课从物理学科核心素养出发，注重物理观念的建立，积极训练科学思维，努力进行实验探究，培养学生科学态度与责任。
在教学中与学生换位思考，从学生学的角度组织实施教育教学活动。
三、注重过程，促进核心素养
作为教师，课堂教学是其生命线，它的质量，直接影响教师对职业的感受、态度和专业水平的发展、生命价值的体现。
研究课堂，改进课堂就是我们教师的一种伦理责任。
上课过程中是促进教师思想、实现专业成长的捷径，能更好地促进和实现教师发展。
同时也在学生听课过程中，学生成为了思想的参与者，在听讲中思考，在学习中感悟。
在上课过程中，和谐、融洽的教学文化和教师文化，使听课者和授课者之间形成一种宽松、友好的氛围。
这样的效率会更高，效果也会更有效。
教师也会在这种环境中不断成熟，发展，壮大。
课程标准的研究
根据普通高中物理课程标准2017版的研究，“动量与动量守恒定律”是选择性必修一模块三大主题之一，本主题在学生初步形成的运动与相互作用观念和能量观念的基础上，引导学生通过探究碰撞过程中的守恒量，进一步发展学生运动与相互作用的观念，使其了解物理规律具有适用范围和条件。
对于选择性必修一第一章第三节“动量守恒定律”课标要求通过理论推导和实验，理解动量的定理和动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象，知道动量守恒定律的普适性。
体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一。
升级会员 