高中物理_16.3动量守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思

《动量守恒定律》教学设计一、教学目标：（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释现象。

（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）。

（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、使学生知道自然科学规律发现的重大现实意义以及对社会发展的巨大推动作用。

二、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。

三、教学过程：【新课导言】动量定理研究了一个物体受到力的冲量作用后，动量怎样变化。

那么两个或两个以上的物体相互作用时，会出现怎样的总结果？第一节课中，我们一起追寻了碰撞中的守恒量，发现在一定条件下，碰撞前后的动量是守恒的，今天我们来讨论系统在什么条件下动量守恒。

（－）系统内力和外力【学生阅读讨论，什么是系统？什么是内力和外力？】（1）系统：相互作用的物体组成系统。

系统可按解决问题的需要灵活选取。

（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。

注意：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确定了系统后，才能确定内力和外力。

【教师对上述概念给予足够的解释，引发学生思考和讨论，加强理解】思考与讨论：图示，A 、B 两物体的质量B A m m >，中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧，放在平板车C 上后，A 、B 、C 均处于静止状态，若地面光滑，则在细绳被剪断后，在A 、B 未从C 上滑离之前，A 、B 在C 上向相反方向滑动过程中 （ ）A ．若A 、B 与C 之间的摩擦力大小相同，则A 、B 组成的系统合外力为零。

B ．若A 、B 与C 之间的摩擦力大小不相同，则A 、B 组成的系统合外力不为零。

C ．若A 、B 与C 之间的摩擦力大小不相同，则A 、B 组成的系合外力不为零，但A 、B 、C 组成的系统合外力为零。

D ．以上说法均不对答：A 、C【互动一】：设计物理情境用牛顿运动定律推导动量守恒公式。

如下图所示，在光滑的水平上做匀速直线运动的两个小球，质量分别1m 和2m 。

沿着同一个方向运动，速度分别为1v 和2v （且12v v >），则它们的总动量(动量的矢量和)2211v m v m p +=。

当第二个球追上第一个球并发生碰撞，碰撞后的速度分别为'1v 和'2v ，此时它们的动量的矢量和，即总动量'22'11'2'1'v m v m p p p +=+=。

下面从动量定理和牛顿第三定律出发讨论p 和p ′有什么关系。

【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：111m F a =， 222m F a = 根据牛顿第三定律，F 1、F 2等大反响，即：F 1= - F 2所以：2211a m a m -=碰撞时两球间的作用时间极短，用t ∆表示，则有：t v v a ∆-'=111， tv v a ∆-'=222 代入2211a m a m -=并整理得：22112211v m v m v m v m '+'=+ 上述情境可以理解为：以两小球为研究对象，系统的合外力为零，系统元素在相互作用过程中，总动量是守恒的——即动量守恒表达式。

由以上两个互动环节，可得出动量守恒定律及表达式。

（二）动量守恒定律（师生共同总结上述两个互动环节，并得出结论——动量守恒定律内容及表达式。

）1．内容表述：一个系统不受外力或受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动量守恒定律。

2．数学表达式：（1）22112211v m v m v m v m '+'=+ ，即p 1+p 2=p 1/+p 2/。

（相互作用的两个物体组成的系统，作用前系统的总动量等于作用后系统的总动量）（2）Δp 1+Δp 2=0，Δp 1= -Δp 2（相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量增量大小相等、方向相反）（3）ΔP =0（系统总动量的增量为零）【注意】：①同一性：上述式中的速度都应相对同一参考系，一般以地面为参考系。

②矢量性：动量守恒定律的表达式是矢量式，解题时选取正方向后用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。

③同时性：表达式两边的各个速度必须是同一时刻的速度。

思考与讨论：质量为m 的小球A 在光滑平面上以速度0υ与质量为2m 的静止小球B 发生正碰，碰撞后，A 球速率变为原来的31，那末，碰后B 球的速度可能值是下面的( ). A ． 031υ B ． 032υ C ． 034υ D ． 035υ 【分析】：动量守恒定律的矢量性告诉我们，代入数值时要选定正方向，确定各量的正、负方向. 本题中A 球碰后速度方向未给出，应以正、负两个方向考虑. 代入正值计算结果A 正确；代入负值计算则B 正确，且不违背实际可能性。

答案：AB.3．成立条件例1．（学案32课堂探究2）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(系统)，则此系统在子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中( ) A．动量守恒，机械能守恒B．动量不守恒，机械能不守恒C．动量守恒，机械能不守恒D．动量不守恒，机械能守恒例2．把一支枪水平地固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，下列关于枪、子弹和车的说法中正确的是( )A．枪和子弹组成的系统动量守恒B．枪和车组成的系统动量守恒C．若忽略不计子弹和枪筒之间的摩擦，枪、车和子弹组成系统的动量才近似守恒D．枪、子弹和车组成的系统动量守恒例题3．质量为1 kg的铜块静止于光滑的水平面上，一个质量为50 g的小球以1 000 m/s 的速率碰到铜块后，又以800 m/s的速率被反弹回，求铜块获得的速度.例题4.在列车编组站里，一辆m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以υ1=2m/s的速度运动，碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。

求货车碰撞后运动的速度。

例题5.一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为υ，燃料即将耗尽。

火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与υ相反的方向飞去，速度为υ1。

求炸裂后另一块的速度υ2。

师生共同总结，得到守恒条件：①系统不受外力，或者系统所受外力的矢量和为0；②系统受外力，但内力远大于外力时，外力可以忽略；4．适用范围动量守恒定律是自然界最重要最普遍的规律之一，大到星球的宏观系统，小到基本粒子的微观系统，无论系统内各物体之间相互作用是什么力，只要满足上述条件，动量守恒定律都是适用的。

（三）：课堂巩固训练1、如下图所示，紧靠着放在光滑的水平面上的木块A 和B ，其质量分别为kg m A 5.0=，kg m B 3.0=，它们的下底面光滑，上表面粗糙；另有一质量kg m C 1.0=的滑块C （可视为质点），以s m v C /25=的速度恰好水平地滑到A 的上表面，如图所示，由于摩擦，滑块最后停在木块B 上，B 和C 的共同速度为3.0m/s ，求：（1）木块A 的最终速度A v ；（2）滑块C 离开A 时的速度C v '。

解析：这是一个由A 、B 、C 三个物体组成的系统，以这系统为研究对象，当C 在A 、B 上滑动时，A 、B 、C 三个物体间存在相互作用，但在水平方向不存在其他外力作用，因此系统的动量守恒。

（1）当C 滑上A 后，由于有摩擦力作用，将带动A 和B 一起运动，直至C 滑上B 后，A 、B 两木块分离，分离时木块A 的速度为A v 。

最后C 相对静止在B 上，与B 以共同速度s m v B /0.3=运动，由动量守恒定律有BC B A A C C v m m v m v m )(++= ∴A B C B C C A m v m m v m v )(+-==s m s m /6.2/5.00.3)1.03.0(251.0=⨯+-⨯（2）为计算C v '，我们以B 、C 为系统，C 滑上B 后与A 分离，C 、B 系统水平方向动量守恒。

C 离开A 时的速度为C v '，B 与A 的速度同为A v ，由动量守恒定律有B C B C C B B v m m v m v m )(+='+ ∴C A B B C B C m v m v m m v -+=')(s m s m /2.4/1.06.23.00.3)1.03.0(=⨯-⨯+=2、如图所示，气球与绳梯的质量为M，气球的绳梯上站着一个质量为m的人，整个系统保持静止状态，不计空气阻力，则当人沿绳梯向上爬时，对于人和气球（包括绳梯）这一系统来说动量是否守恒？为什么？【解析】对于这一系统来说，动量是守恒的，因为当人未沿绳梯向上爬时，系统保持静止状态，说明系统所受的重力（Ｍ＋m）g跟浮力F平衡，那么系统所受的外力之和为零，当人向上爬时，气球同时会向下运动，人与梯间的相互作用力总是等值反向，系统所受的外力之和始终为零，因此系统的动量是守恒的．（四）课堂小结教师活动：让学生自己总结所学内容，并谈学习本节内容时，哪些地方感觉模糊，疑惑。

学生活动：认真总结概括本节内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（五）作业：巩固学案。

学情分析：学生通过前面的学习在多处接触到了“自然界中的守恒量”，体会到了自然界的和谐与统一。

本节课中通过实验让学生探究碰撞过程中守恒量，通过研究与分析得到了动量守恒的结论。

初步接触到了动量的概念以及从牛顿运动定律推导出动量定理，可以应用动量定理来解决一些基本的问题。

本节课中应用动量定理和牛顿第三定律推导得出了动量守恒定律的表达式在动量定理的应用中学生学会了如何选取正方向和列式，在动量守恒定律的应用中依然会用到这些方法。

效果分析：对于开始的演示实验，学生表现出了很强的好奇心，能够积极地配合老师投入到探究过程中去，并能通过自己的努力发现了动量守恒这一规律，在后面的学习中学生一定能理解的更深刻到位。

在情感方面学生也领会到了自然的和谐与美丽，体验到了前人所付出的努力与汗水。

接下来的理论推导部分，学生基本上能够根据自己所学的知识做出正确的推导，这样对于动量守恒定律公式的掌握也可以达到比较高的水准，为后面的应用做准备。

在应用环节学生表现出了很强的积极性，努力的尝试用新规律来解决问题，在解题步骤中也出现了预期的问题，通过学生的板演点评给其他同学提供了一个很好的样版。