物理：《动量守恒定律》教案（1）（鲁科版选修3-5）

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第2节《动量守恒定律》 教案（1）
【教学设计思想】
动量守恒定律的传统讲法是从牛顿第二定律和牛顿第三定律推导出动量守恒定律，或是通过大量的实验事实总结出动量守恒定律。传统讲法由于没有教师的演示实验，很多学生对导出的动量守恒定律缺乏感性认识，不利于学生顺利地去认识现象，建立概念与规律，以及应用规律去解决具体问题。其实，动量守恒定律并不依附于牛顿第二定律和第三定律，它本身是有实验基础的独立的物理定律。所以应通过演示实验，启发学生讨论并总结规律，有利于学生对物理规律的掌握。
【教学目标设计】
1、知识与技能：
（1）理解动量守恒定律的确切含义和表达，知道定律的运用条件和适用范围；
（2）会利用牛顿运动定律推导动量守恒定律；
（3）会用动量守恒定律解决简单的实际问题。
2、过程与方法：
（1）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；
（2）知道动量守恒定律的实验探究方法。
3、情感态度与价值观：
（1）培养学生自觉学习的能力，积极参与合作探究的能力；
（2）培养实事求是、具体问题具体分析的科学态度和锲而不舍的探究精神；
（3）使学生在学习过程中体验成功的快乐；
（4）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。
【教学过程设计】
序号 教师活动 屏板、器材 学生活动 备注
1 提问：动量、冲量、定量定理的相关内容，冲量对物体的作用效果是什么？ 屏幕呈现问题 复习已有知识并做出回答
2 提出问题：当两个物体相互作用时总动量会有什么变化呢？播放录像；引入课题 多媒体播放（1）火箭发射及星箭分离过程（2）旱冰场上两个同学相互推拉过程；板书课题：动量守恒定律 带着问题观察录像内容
3 提供实例1，引导学生分析求解；提出问题：甲、乙在相互作用过程中其动量都在不断增大，但总动量却不变的原因是什么？ 呈现实例1：光滑冰面上质量为40kg的甲用100N的恒力拉质量为50kg的乙，由静止开始运动，设连接两个人的细线足够长，试求出人开始运动后1s末、2s末、3s末以及ts末两个人的动量及系统的总动量并填入表格 学生求解，做出回答；讨论思考题，发表自己的看法 实例分析
4 追问：甲、乙两人所受的重力和支持力对人有没有冲量作用？结合学生回答，总结，说明系统动量守恒的含义 呈现系统动量守恒的含义 分析物体所受的重力和支持力对人的冲量的特点；做出回答 明确动量守恒的含义
5 提供实例2，引导学生分析求解；提出问题：两人除受到相互作用的内力外，还受到地面给予的摩擦力（它对于两人的系统来说是外力）的冲量，为什么系统的总动量仍保持不变？ 呈现实例2：上例中，若水平面不光滑，已知甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为0.05与0.04，且乙原先以0.4m/s的速度向甲滑动，则系统的动量还守恒吗？通过计算后回答。 求解；讨论后做出回答 实例分析
6 追问：若动摩擦因数μ甲=μ乙=0.1，则情况又如何，为什么？结合学生回答提出问题：相互作用的物体系统的总动量守恒的条件是什么？ 板书：系统总动量守恒的条件 通过计算进一步做出分析 揭示动量守恒的条件
7 提出问题：前面讨论的若物体间的作用力是变力时，则情况又如何呢？引导学生猜想；出示并介绍实验仪器，指定一学生进行演示实验操作，一学生向计算机输入实验数据；提醒学生计算作用前后物体系统的总动量，指导学生归纳实验结论 实验器材：气垫导轨、滑块、弹簧、细线、电脑计数器（可以读取速率），屏幕顺次呈现，实验数据表格及实验结论 提出猜想；观察实验读取数据，计算系统作用前后的总动量；讨论分析实验结论，得出系统动量守恒 实验探究动量守恒
8 引导学生阅读教材中动量守恒的推导过程；提出问题：从推导过程中可发现对物体系统的受力情况仍是以什么条件为前提的？ 呈现：动量守恒定律的理论推导过程 阅读后思考问题，并做出回答 理论推导
9 引导学生总结系统动量守恒的内容、表达式、条件 板书：系统动量守恒的内容、表达式、条件 根据以上的实例及实验总结、回答 初步总结动量守恒定律
10 提问：如果相互作用的物体不止两个，作用前后物体的速度也不在同一直线上，但系统所受的合外力为零，则系统的动量是否仍守恒？为什么？对学生的回答加以肯定并总结 思考、讨论、发表个人看法 定律合理推广
11 指导学生阅读教材；提出问题：牛顿运动定律、能量守恒定律的适用范围是什么？总结三个定律的适用范围的异同 呈现：三个定律的适用范围 阅读教材；回顾已有知识，将三定律的适用范围加以比较 明确定律的适用范围
12 投影练习题；将学生分组，指导学生用两种方法分析求解；解答学生存在的共性的疑问 屏幕呈现：练习题及习题的分析解答过程 学生分别用牛顿运动定律和动量守恒定律分析计算；互相交流，纠正 学情反馈
13 引导学生比较两种方法解题的优缺点 呈现两方法的比较 体会，总结 知识的联系与比较
14 课下收集资料，了解火箭的发射，中子的发现。 学生记录 课堂延伸
【分析评价】
本教学设计有如下突出特点：
按认知规律设计教学过程，突出对动量守恒定律的理解，从实例入手，然后实验探究，理论推导等环节，得出动量守恒定律的表达方式（文字表达和数学表达），使学生对动量守恒定律的来龙去脉、确切涵义、适用条件有了清晰的认识，并通过课堂训练反馈，使学生初步掌握了动量守恒定律的实际应用。
突出了学生的主体地位，教给学生方法，注意培养能力，在教学过程中充分调动学生的学习积极性，让学生有观察、有计算、有推理论证、有归纳总结、有阅读理解，通过学生自己独立思考、手脑并用掌握知识，把发展能力与掌握知识结合起来，使培养能力贯彻在整个教学过程的各个环节。
教学过程中利用现代技术手段，扩大学生感知量，发展学生兴趣，两段录像、定量计算、定性演示实验所创设的物理情景对学生感知物理现象激发学生的求知欲有重要作用。
在明确定律的适用范围这一教学事件中，教师有意抓住了三个守恒定律的适用范围的比较，又通过练习进一步将牛顿运动定律与动量守恒定律进行比较，便于学生强化记忆，促进已有知识学习正迁移顺序进行。同时自主构建知识结构。
本教学设计思维方法训练明确。“动量守恒定律”的建立过程，是归纳与演绎方法运用的典型例子。动量守恒定律是中学物理中比较难以理解和掌握的规律，在本教学设计文本中，从研究一个特殊的物理过程——水平冰面上两个人相互作用（恒力作用）的运动过程着手，通过分析计算得出合外力为零的相互作用的物体系统动量守恒的结论，然后就两个物体的碰撞（变力作用），用实验进行验证和理论推导，并将其进一步推广到多个物体相互作用的一般情况，这里运用的是归纳的方法，属于不完全归纳。但在本教学设计文本中通过对造成相互作用的物体系统内各物体的动量变化及系统总动量不变的本质原因进行深刻剖析，使归纳推理的结果具有很大的可信性。而把动量守恒定律这个一般规律应用于分析实例，用的是演绎的方法。学生认识和掌握物理规律的过程，相当于一个简化了的探究和研究的过程，本教学设计给我们对学生进行一种科学思维方法的教育提供了很好的机会。
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