1.1 《动量》教学设计-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

第一章动量守恒定律 第1节动量教学内容分析《动量》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修1课程中“动量与动量守恒定律”主题下的内容。课程标准要求为：理解动量。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程标准的解读为：要创设情境引导学生经历动量概念的形成过程，理解动量的矢量性。教材首先通过演示两个相同钢球的对心碰撞，让学生猜想碰撞中的不变量，接着通过质量不同钢球的碰撞认识到不变量和钢球的质量和速度有关。设计实验方案，获取实验数据，分析数据得到不变量的表达式。教材的编写思想体现了科学探究的基本方法，教学时要引导学生充分经历和体验这一探究过程。动量概念是本章的基础概念，是后续学习动量定理和动量守恒定律的基本概念，要认识到动量的矢量性。教学中要注意和动能概念的比较，从多个方面进行对比分析，加深对动量概念的理解。学情分析学生在过往学习中，学习了质量、速度、动能等概念和质量守恒、电荷守恒、机械能守恒等相关规律，这些为学生寻求碰撞中的不变量提供了扎实的基础，有利于学生接受动量这一新概念。动量概念的引入是以碰撞实验为基础的，引入动量概念要注意做好钢球碰撞实验，观察钢球上升的高度判断钢球碰撞前、后的速率大小，让学生经历动量概念的科学探究过程。教学目标学生观察生活中的各种碰撞现象，了解碰撞现象的特点。学生经历寻求碰撞中的不变量的过程，体会科学探究中猜想、推理和证据的重要性。学生理解动量的概念，理解动量是一个矢量，会计算动量的变化量。学生认识动量是描述物体运动状态的物理量，深化运动与相互作用的观念。教学重难点教学重点：动量的概念、计算动量的变化量教学难点：设计实验并分析数据寻找碰撞中的不变量教学方法：讲授法、演示实验、启发式教学、讨论法教学过程新课引入播放台球撞击动态图片、汽车相撞等场景。教师提出问题：碰撞现象有何特点？（引导学生从时间和受力角度分析）学生结合自身经验分析碰撞的特点：碰撞时间极端，碰撞时物体间的力急剧变化，力随时间变化的规律未知。教师活动：教师总结碰撞特点，定性画出碰撞的平均冲击力与时间的关系。对于碰撞问题，力是未知的，不能用牛顿运动定律解决。历史上，科学家发现在碰撞过程中存在守恒量，从守恒的角度研究碰撞问题。FFOt新课教学演示实验1演示两个相同两个钢球的对心碰撞实验现象：被碰小球的上升的最大高度与撞击小球刚释放的高度近似相等。问题1：碰撞后B球的速度与A球碰撞前速度相等吗？为什么？问题2：根据实验现象，你认为碰撞中的守恒量是什么？（学生猜想可能是速度）问题3：质量相等的两个小球碰撞后两球交换了速度。即碰撞前后，两球速度之和是不变的。所有的碰撞都有这样的规律吗？如何改变实验条件验证该猜想是否正确？（生：改变实验条件，可以让质量较大的小球撞击质量较小的小球）演示实验2质量不等的两个钢球对心碰撞实验现象：质量较大的钢球C与钢球B发生对心碰撞，撞击后B上升的最大高度大于C刚释放时的高度，且撞击后，C的速度不是零，C仍要上升一段高度。问题4：该实验是证明了“速度之和不变”还是证否了“速度之和不变”？演示实验3：质量较小的钢球撞击静止的质量大的钢球实验现象：撞击后B球的运动方向反向，C球获得较小的速度。教师总结：实验表明，两物体发生碰撞，碰撞前与碰撞后物体速度之和一般不等。碰撞后物体的速度与物体质量有关系，碰撞过程中的守恒量与速度、质量两个物理量均有关系。问题5：碰撞过程中的守恒量和质量、速度有何关系？你的猜想是什么？（学生猜想：碰撞过程动能不变）师：碰撞过程中可能动能守恒，也可能是质量与速度的其他形式，需要我们通过定量实验分析验证。通过气垫导轨实验寻找碰撞中的不变量。教师介绍实验装置，讲解实验方案和要测量的数据，回顾测量速度的方法。投影表格，分析实验数据。m1/kgm2/kgv/(m·s-1)v‘/(m·s-1)eq\f(1,2)m1v2/Jeq\f(1,2)(m1+m2)v'2/J10.5190.5190.6280.3070.1020.04920.5190.7180.6560.2650.1120.04330.7180.5190.5720.3210.1170.064m1/kgm2/kgv/(m·s-1)v‘/(m·s-1)m1v(m1+m2)v’10.5190.5190.6280.3070.3300.31920.5190.7180.6560.2650.3400.32830.7180.5190.5720.3210.4110.397问题1：碰撞前后两小车动能之和变化吗？问题2：碰撞前后两小车质量与速度乘积之和变化吗？为什么？（碰撞前后两小车动量之和近似不变）动量概念动量：动量等于物体质量乘以它的速度p=mv单位：kg·m/s矢量动量方向与速度方向相同课堂练习：练习1：质量是25kg、以0.5m/s的速度步行的小孩和质量是0.02kg、以800m/s的速度飞行的子弹，哪个动量更大？练习2：质点从A点做竖直上抛运动，再次经过A点时，动量变化吗？练习3：电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，电荷的动量是否改变？5.动量变化量：Δp=mv2-mv1①矢量②计算要规定正方向例题1一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了多少？分析：取水平向右方向为坐标轴正方向，m=0.1kg，碰撞前钢球速度v1=6m/s，碰撞后钢球速度v2=-6m/s。钢球动量变化量为Δp=mv2-mv1=-1.2kg·m/s负号表示动量变化量方向水平向左课堂练习1教材练习与应用第1题师生总结动量与动能的区别和联系。课堂小结作业：第2题、B组第3题板书设计§1动量寻求碰撞中的不变量猜想→实验设计→分析数据→结论动量含义：质量与速度的乘积P=mvkg·m/s矢量∆p=mv2-mv1矢量教学反思动量概念是在研究碰撞现象逐步引入的，科学史上动量概念的建立是由伽利略、惠更斯、笛卡尔和牛顿等科学家的共同努力完成的。