1、动量守恒定律教学设计方案 一教育理念 留美博士黄全愈在他著的素质教育在美国一书中指出： “创造性 就象种子一样，它需要一定的环境：包括土壤、气候、科学的灌溉、 施肥、培养才能发芽、生根、开花、结果。 ”可见，创造性只能通过 一定的条件背景去孕育。 作为一名教师就是要去创设适合培养学生创 造性的环境，充分利用课堂主渠道，以学生为主体，教师为主导，积 极主动地运用探究模式，优化课堂教学二教学内容分析1教材的地位和作用 动量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一， 它既适用于 宏观物体，也适用于微观粒子；既适用于低速运动物体，也适用于高 速运动物体， 甚至对力的作用机制尚不清楚的问题中， 动量
2、守恒定律 也适用。它是除牛顿运动定律与能量观点外， 另一种更广泛的解决动 力学问题的方法，而且在今后的磁学，电学中也会用到此定律。 2教学重点和难点 学习本节的主要目的是为了掌握并会应用动量守恒定律这一应用广 泛的自然规律， 要达到这一目的， 就必须让每个学生正确理解其成立 的条件和特点，而动量又是矢量，因此，确定本节的教学重点和难点 为：（a）掌握动量守恒定律及成立的条件。（b）动量守恒定律的矢量 性。三教学目标设计1、知识技能 a理解动量守恒定律的确切含义和表达式；b、能用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律；c、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围；2、过程与方法a学会用动量守恒定律
3、解释现象；b、会应用动量守恒定律分析求解运动问题。3、情感、态度、价值观a通过动量守恒定律的推导，培养学生实事求是的科学态度和严谨 的推理方法；b、通过动量守恒定律的学习，让学生进一步掌握物理学的思维方法 及研究规律。了解物理学来源于生产实践。C、通过实验现象的准确观察、深入思考、抓主要矛盾抽象概括，形 成规律。反过来利用规律指导实践，发现新的规律。理论与实践相辅 相成，在掌握客观规律的基础上逐步认识自然、改造自然。四教法与学法教法 物理作为一门理论学科但又不是纯理论的，它与实际生活密 切相关，日常生活中的种种现象无不透露着物理的奥妙,即可从生活实践着手。物理学科又是以实验为基础，反映的是物质
4、的客观规律， 要学好物理，运用它解释现象和解答问题，必定“重在理解” 。因此， 我的目标是：“用最通俗易懂的语言，以及最清楚最形象的表述讲解 让学生能够真正的理解所学的物理知识” 。这就需要教师由易到难，由简到繁，层层推进。在此，我分为几个小点：a创设生活情境，让学生从日常生活中得到启示并引发学生思考；b、展示演示实验和物理模型，激发学生的兴趣和热情，并让学生对 动量守恒有初步映像；c、进行理论推导，运用已学知识，采取“提问一一思考一一提问” 的模式， 再全面归纳， 使本节主要定律内容通过学生自己的思考展现 出来，以加深学生对本知识的理解；d、课堂实验现做，在巩固前面推导的同时，让学生明白物理
5、来自实践，要学会从小事件中发现问题，并总结规律；e、举典型实例，并采取不同的变形，让学生学会举一反三，进一步 加深对本节知识的理解学法 在学习中学生是主体，老师只是起着引路的作用，所以在授 课过程中要尽量多得给学生表现和思考的机会， 让学生通过自身的努 力真正的吸收所学知识。在此，有以下几点：a、加强师生互动，活跃课堂气氛，尽量多提问，让学生积极思考， 并主动大胆说出自己的观点b、给学生提供观察的机会，如可以展示一两个演示实验，让学生认 真观察，并用自己的语言进行归纳c、提高学生的兴趣和热情，这可以通过展示生活模型或者讲述有关 趣闻来实现d、给学生提供操作，尝试，合作的机会，让学生大胆操作，发
6、现问 题，抽象概括e、要善于鼓励学生，提高学生的自信心，如在学生给出错误答案时 要耐心并和蔼得为其纠正错误五教学用具投影仪，投影片， CAI 课件，两个质量相等的小车，细线、弹簧、砝 码、气垫导轨。六课时安排1课时七教学步骤1. 导入新课首先，请学生回顾动量及动量定理：P=mv; Ft二P-P=A P动量定理研究了一个物体受力一段时间后， 它的动量怎样变化。 那么 物体相互作用，又会怎样呢 ?a请两个同学穿上旱冰鞋，靠近站在教室前边，让学生甲推乙学生 一下，学生观察现象。b、学生答：两位同学都向相反的方向运动。c、教师分析：两位同学原来靠近站立，他们的动量是多少？相互推后，他们各自的动量是多少
7、？总动量又是多少？【通过生活实例，给学生启示，并让他们抱着求解的心态去思考探索，d、 学生讨论，给出不同答案并积极讨论】下面用实验来验证2. 新课教学（一）实验、观察，初步得到两辆小车在相互作用前后，动量变化之 间的关系a用多媒体课件：介绍实验装置。把两个质量相等的小车静止地放在光滑的水平木板上， 它们之间装有 弹簧，并用细线把它们拴在一起。b、用CAI课件模拟实验的做法：【通过演示实验让学 实验一：第一次用质量相等的生仔细观察，深入两辆小车，剪断细线，观察它们到达思考，抓住主要矛距弹开埏等距离的挡板上时间的先后。盾，抽象概括，形 实验二：在其中的一辆小车上成规律】 加砝码，使其质量变为原来的
8、 2 倍， 重新做上述实验并注意观察小车到达两块木挡板的先后。c、学生在气垫导轨上分组实验并观察。d、实验完毕后各组汇报实验现象：学生甲：如果用两辆质量相同的小车做实验， 看到小车同时撞到距弹 开处等距离的挡板上。学生乙：如果用两辆质量不同的小车做实验， 看到质量大的小车后到， 而质量小的小车先到达， 且当质量小的小车到达挡板时， 质量大的小车行驶到弹开处与木板的中点处 e 教师针对实验现象出示分析思考题 : 两小车在细线未被剪断前各自动量为多大 ?总动量是多大 ? 剪断细线后 ,在弹力作用下 ,两小车被弹出 ,弹出后两小车分别做什 么运动? 据两小车所做的运动 ,分析小球运动的距离、时间，得
9、到它们的速 度有什么关系。 据动量等于质量与速度的乘积， 分析在弹开后各自的动量和总动量 各为多大？ 比较弹开前和弹出后的总动量，你得到什么结论。f、学生讨论后，回答上述问题： 两小车未被剪断前，各自的动量为 0,总动量为0； 两小车在被弹簧弹出后所做的运动， 学生有两种看法： 一种认为做 加速直线运动；另一种认为做匀速直线运动。教师结合小车在弹出后所受合力等于 0 的受力特点,得到小车在被出 后做匀速直线运动； 并向学生讲明小车之所以获得一个速度, 是由于 弹力的瞬间冲量的作用。在实验一中：两小车同时被弹开,同时获得 加速度,同时到达距弹开处等距离的挡板处, 说明在质量相等时两小 车被弹出时
10、的速度大小相等、方向相反。在实验二中同法得质量小的车的速度是质量大的车的 2倍,且方向相 反。得到： 实验一中，两小车的动量分别为： mv, -mv，动量的矢量和为0。 实验二中，两小车的动量分别为：mv, -2mv x v/2，动量矢量和为0。 对比后得到：两辆小车在相互作用前后，它们的总动量是相等的。过渡：刚才我们通过对实验现象分析： 得到了两辆小车在相互作用前 后,它们的总动量是相等的,那么我们能否用数学推导来证明一下 呢？（二）动量守恒定律的推导1、用多媒体展示下列物理情景： 在光滑水平面上做匀速运动的两个小球,质量分别是ml和m2,沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是 v1和v2
11、，且v1v2，经过一段时间后，m2追上了 ml,两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是v1 和 v 2。2、用投影片出示下列推导思考题： 两个小球在碰撞过程中所受到的平均作用力F和F有什么关系？ 写出碰撞过程中小球各自所受到的合外力的冲量和每个小球动量 的变化。 结合动量定理，推导得到一个什么表达式。3、学生答：第一个小球和第二个小球在碰撞中所受的平均作用力F1和F2是一对相互作用力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在两个 物体上；第一个小球受到的冲量是： 第二个小球受到的冲量是： 【采用“提问回答提问的模 式，层层又 F1 和 F2 大小相等，方向相反推导，让学生自己动手导出最后结果，以
12、加深学所以 生对本定律的理解和认识】由此得：即：4、师生共同叙述上边表达式的含义： 两个小球碰撞的总动量等于碰撞后的总动量。5、教师问：同学们，在刚才的实验中和推导实例中，两个物体各受 到什么力的作用？ 学生答：实验中的小车受到重力、支持力和弹簧的弹力的作用。 推导实例中的小球受到重力、支持力和对方施加的作用力。6、教师归纳上述各力的特点：同学们分析的这几个力中，其中弹力 与甲对乙的平均作用力是发生在相互作用的小车、 弹簧之间的力或者 是相互碰撞的两个小球之间的相互作用力， 而重力和支持力是相互作 用的这几个物体以外的物体施加给它们的。7、得到并板书 有相互作用的物体构成一个系统。 例如实验中
13、的两辆小车或推导实 例中碰撞的两个小球； 系统中相互作用的各物体之间的相互作用力叫做内力。 例如：实验 中两小车通过弹簧施加给对方的弹力； 两小球在碰撞中施加给对方的 平均作用力。 外部其他物体对系统的作用力叫做外力。 例如实验和推导实例中的 重力和支持力。【给出实（三）动量守恒定律的条件和内容物，使清楚明了】1、学生结合实验和推实例中的条件初步分析等到动量守恒定律的条件。2、学生阅读课文，总结得到动量守恒定律。 一个系统不受外力或者所受外力之和为 0，这个系统的总动量保持不 变，这个结论叫动量守恒定律。3、教师板书动量守恒定律的表达式： 并叙述各个字母所表示的物理量。4、问：刚才我们通过推导
14、得到了系统在不受外力或所受外力之和为0 时，系统的动量保持不变，你认为这个结论可以用哪些表达式来描 述？5、学生讨论回答后，教师总结得到动量守恒定律的几种表达式为： P=P （系统相互作用前的总动量P等于相互作用后的总动量P ） 厶P=0 （系统总动量增量为0） 厶P =- P （相互作用的两物体构成的系统）两物体的动量增量大 小相等、方向相反 m v +m v = m v +m v （相互作用两个物体组成系统，前动量和 等于后动量和）判断下列过程中动量是否守恒：一个质量为 M 的斜面静止在光滑的水平面上，有一质量为 m 的小 物块由斜面的顶部无初速滑到底部， 问斜面和小物块组成的系统动量 是
15、否守恒？ 一个炮弹在爆炸前后一瞬动量是否守恒 把两个磁性很强的磁铁分别放在两辆小车上，磁铁的同性磁极相 对，小车放在光滑的水平桌面上，推动一下小车，使它们相互接近， 两小车没有碰上就分开了，两小车相互作用前后，动量是否守恒。 在光滑的桌面上有一辆平板车， 将一木块以水平速度 v 抛到平板车 上，最后木块和平板车以共同的速度 v 移动，木块抛上平板车前后， 木块和平板车的总动量是否守恒。通过对上述例子的分析，得到： 判定系统动量是否守恒，主要 系统所受的外力之和是否为0。 注意：“外力之和”和“合外力”不是一个概念：外力之和是指把作 用在系统上的所有外力平移到某点后算出的矢量和。 合外力是指作用
16、 在某个物体（质点）上的外力的矢量和。 当内力远大于外力时，外力可忽略不计，也可用动量守恒解题，如 爆炸。 动量守恒定律不仅适用于碰撞， 也适用于任何形式的相互作用， 它 不仅适用于两个物体组成的系统， 也适用于多个物体组成的系统。【通 过实例巩固已得定律，并采用多种形式，使学生举一反三，加（四）动量守恒定律的适用范围 深理解，并得到一些解题心得】1、学生阅读课文有关的内容。2、学生总结动量守恒定律的适用范围。3、教师归纳：小到微观粒子，大到天体，无论是什么性质的相互作 用力，即使对相互作用情况还了解得不大清楚， 动量守恒定律都是适 用的。巩固练习（课外练习） 如图，木块 B 与水平桌面的接触
17、是 光滑的，子弹 A 沿水平方向射入木 块后，留要木块内，将弹簧压缩到 最短，现将子弹、木块和弹簧（质 量不可忽略）合在一起作为研究对 象（系统），此系统从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的整个过程中， 动量是否守恒。（五）小结 通过本节课的学习，我们知道了 1、动量守恒定律研究的是相互作用的物体组成的系统。 2、在理想状态下即始终满足守恒条件时，系统“总动量保持不变” 不是指系统初末两个状态的总动量相等， 而是指整个过程中任意两个 时刻总动量相等， 但是决不能认为系统内的每一个物体的总动量保持不变。3、动量守恒的条件是：不受外力或所受外力之和为 04、动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，不仅适用于宏 观物体的低速运动，对微观现象和高速运动同样适用。
