1-3 动量守恒定律（教学设计）-【大单元教学】（人教版物理选择性必修第一册）.docx

第一章　动量守恒定律 第3节　动量守恒定律 【教学内容分析】 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，在系统内部相互作用的过程中，系统的总动量守恒。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。 【教学目标和核心素养】 1物理观念： 能在一维情况下，两物体的相互作用情境中由牛顿定律及动量定理推导出动量守恒定律。理解并掌握定内容及定律成立条件，了解定律的几种数学表达式。 2科学思维： 能在具体问题中判断动量是否守恒，能熟练运用动量守恒定律解释现象和解决问题。 3科学探究： 通过对动量概念及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，参加小组讨论师生互动，经过思考，发表自己的见解经历，实验探究过程发现规律。 4科学态度与责任： 主动与他人合作的团队精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，培养学生将物理知识，物理规律进行分析，比较与联系，养成自主构建知识体系的意识，培养实事求是，具体问题具体分析的教学态度。 【教学重难点】 1．理解动量守恒成立的条件及定律的表达式的推导及应用。 2．理解动量守恒的物理内涵，动量守恒定律方程的矢量性，应用动量守恒定律解决问题。 【教学方法】 教师由引导，学生自主推导，小组讨论、交流、反馈、质疑、补充、展示、总结学习成果。 【教学用具】 电子白板，多媒体辅助教学设备；气垫导轨、滑块等。 【教学过程】 一、创设情境，引入课题 展示情景：如图中在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A，B，当B追上A时发生碰撞。碰撞后A、B的速度分别是v′1和v′2。碰撞过程中A所受B对它的作用力是F1，B所受A对它的作用力是F2。碰撞时，两物体之间力的作用时间用Δt表示。你能根据以上信息推导A、B碰撞之后动量之和的变化情况吗？引导学生思考回答。 思考：第一节中我们通过分析一辆小车碰撞一辆静止小车，得出碰撞前后两辆小车的动量之和不变的结论。对于冰壶等物体的碰撞也是这样么？怎样证明这一结论？这是一个普遍的规律么？ 二、新课教学 （一）相互作用的两个物体的动量改变 如图，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A、B，质量分别是m1和m2，沿同一直线向同一方向运动，速度分别是v1和v2，v2＞v1。当B追上A时发生碰撞。碰撞后A、B的速度分别是v1′和v2′。碰撞过程中A所受B对它的作用力是F1，B所受A对它的作用力是F2。碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用Δt表示。 根据动量定理，物体A动量的变化量等于它所受作用力F1的冲量，即： F1Δt＝m1v1′－m1v1 物体B动量的变化量等于它所受作用力F2的冲量，即： F2Δt＝m2v2′－m2v2 根据牛顿第三定律F1＝－F2，两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力F1与F2大小相等、方向相反，故有： m1v1′－m1v1＝－（m2v2′－m2v2） m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2 这说明，两物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和，并且该关系式对过程中的任意两时刻的状态都适用。 那么，碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况是怎样的呢？两物体各自既受到对方的作用力，同时又受到重力和桌面的支持力，重力和支持力是一对平衡力。两个碰撞的物体在所受外部对它们的作用力的矢量和为0的情况下动量守恒。 （二）动量守恒定律 1．相关概念： （1）系统：相互作用的物体组成系统。 （2）内力：系统内物体相互间的作用力。 （3）外力：外物对系统内物体的作用力。 第1节两球碰撞得出的结论的条件：两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。两球动量之和在碰撞前后保持不变。 2．动量守恒定律： （1）内容：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。 （2）公式：m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2 3．动量守恒条件： （1）系统不受外力或者所受外力的矢量和为0。 （2）系统内物体之间的内力远大于外力。 （3）系统所受合外力不为零，但在某一方向上合外力为0，则在系统这一方向上动量守恒。 4．注意： （1）区分内力和外力。 （2）在总动量一定的情况下，每个物体的动量可以发生很大的变化。 （学生思考讨论） 如图所示，子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，子