1-1 动量(教学设计)-【大单元教学】(人教版物理选择性必修第一册).docx

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第一章 动量守恒定律 第1节 动量 【教学内容分析】 本节教材以“寻求碰撞中的不变量”为线索,通过演示两个完全相同钢球的对心碰撞,让学生对碰撞中的不变量提出猜想。为了判断猜想是否正确,改变实验条件,再进行两个质量不同、大小相同的钢球的对心碰撞。当猜想被否定之后,再设计新的实验方案进行研究。通过从特殊到般,从定性到定量的多轮“问题—猜想—实验方案设计—证据收集—数据分析—得出结论”的科学探究过程,逐步达到对不变量的正确认识。教材的这一编写思想体现了科学探究的基本方法与严谨求真的科学态度。教学时要引导学生充分经历和体验这一探究过程。 教材的主要意图在于体现寻求守恒量是科学研究的一条路径,沿着这一路径,定义动量概,念就是水到渠成的。学生在学习初中和高中物理时,已经了解了动能、速度、质量等相关概念和质量守恒、电荷守恒、机械能守恒等相关规律,这为学生寻求碰撞中的不变量提供了扎实的基础。 【教学目标和核心素养】 1物理观念: 理解动量的概念及其矢量性,理解动量的变化,并要求学会动量变化量的求解。 2科学思维: 能从引导探索的形式理解动量的概念和意义,培养学生思考分析能力。 3科学探究: 通过对寻找碰撞前后守恒量的探究过程,尝试用科学探究的方法研究物理问题,认识物理模型工具在物理学中的应用。 4科学态度与责任: 有将物理知识应用于生活和生产实践的意识,勇于探索日常生活有关的物理问题。 【教学重难点】 1.通过实验数据的分析得出物体碰撞前后的不变量。 2.动量的概念。 【教学方法】 教师由浅入深启发、引导,学生自主学习,小组合作探究进行实验,讨论、交流、反馈、质疑、补充、展示、总结学习成果。 【教学用具】 投影仪,多媒体辅助教学设备;完成该实验的实验器材,如气垫导轨、滑块等。 【教学过程】 一、创设情境,引入课题 教师播放打台球的视频(ppt展示) 思考:(1)生活中常见的碰撞有哪些? (2)我们曾经探究过哪些守恒量? 演示实验:使用碰撞摆,拉起1个让其与另一个小球相碰撞,观察碰撞前后的对称运动现象。 为什么碰撞后小球的运动状态会交换? 这个现象提示我们碰撞前后各有什么物理量保持不变? 二、新课教学 (一)寻求碰撞中的不变量 碰撞比较复杂,初步研究应简化模型 (多媒体展示)简化模型: 碰前:m1,v1,m2,v2 碰后:m1,v1′,m2,v2′(板书) 问题:(1)要想保证碰撞v1,v2满足什么样的关系? (2)想让问题更简单,v2等于多少? 我们称简化之后的模型为一维碰撞,请学生总结一维碰撞。 问题:碰撞过程和运动有关的物理量有哪些? 再次猜想碰撞中的不变量(猜想假设得出与质量、速度有关) 小组讨论一:测量物体的速度可以有哪些方法? 小组讨论二: (1)如何保证碰撞是一维的? (2)如何保证碰撞前后为匀速运动?如何检验? (3)小车最初状态如何?光电计时器测出的三个速度分别代表谁? (二)、实验方案 方案一:利用光电门测速 速度的测量: v=?v 实验过程:两辆小车都放到滑轨上,用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车,碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度永滑轨上的数字计时器测量。 方案二:利用打点计时器测速 速度的测量:v=x 实验过程:将打点计时器固定在光滑桌面的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面。让小车 A 运动,小车B 静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两个小车连接成一体(如下图所示)。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。 (三)数据处理 碰撞前 碰撞后 质量 m1 = m2 = m1 = m2 = 速度 v1 = v2 = v1? = v2? = mv m1v1 + m2v2 = m1v1? + m2v2? = mv2 m1v12 + m2v22 = m1v1?2 + m2v2?2 = v/m (四)实验结论 经过验证后可知,在误差允许的范围内,碰撞前后不变的量是物体的质量与速度的乘积,即 m1?1+m2?2=m1?1′+m2?2′ 观察结论,引出动量概念。 (五)动量 我们最终得出什么实验结论? 从实验的数据可以看出,此实验中两辆小车碰撞前后,动能之和并不相等,但是质量与速度(矢量,要考虑方向)的乘积之和却基本不变。 课后小实验:你能否设计其它的方法进行探究? 教师:上面的实验提示我们,对于发生碰撞的两个物体来说,它们的mv之和在碰撞前后可能是不变的。这使我们意识到,mv这个物理量具有特别的意义。 物理学中把质量和速度的乘积mv定义为物体的动量,用字母p表示:p=mv 动量的单位是由质量的单位与速度的单位构成的,是千克米每秒,符号是kg·m/s。动量是矢量,动量的方向与速度的方向相同。 (六)动量的变化?p 1、某段运动过程(或

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