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2019-2020年高中物理 1.3 動量守恒定律教案 教科版選修3-5 【教學(xué)設(shè)計思想】 動量守恒定律的傳統(tǒng)講法是從牛頓第二定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出動量守恒定律，或是通過大量的實驗事實總結(jié)出動量守恒定律。傳統(tǒng)講法由于沒有教師的演示實驗，很多學(xué)生對導(dǎo)出的動量守恒定律缺乏感性認(rèn)識，不利于學(xué)生順利地去認(rèn)識現(xiàn)象，建立概念與規(guī)律，以及應(yīng)用規(guī)律去解決具體問題。其實，動量守恒定律并不依附于牛頓第二定律和第三定律，它本身是有實驗基礎(chǔ)的獨立的物理定律。所以應(yīng)通過演示實驗，啟發(fā)學(xué)生討論并總結(jié)規(guī)律，有利于學(xué)生對物理規(guī)律的掌握。 【教學(xué)目標(biāo)設(shè)計】 1、知識與技能： （1）理解動量守恒定律的確切含義和表達(dá)，知道定律的運用條件和適用范圍； （2）會利用牛頓運動定律推導(dǎo)動量守恒定律； （3）會用動量守恒定律解決簡單的實際問題。 2、過程與方法： （1）通過對動量守恒定律的學(xué)習(xí)，了解歸納與演繹兩種思維方法的應(yīng)用； （2）知道動量守恒定律的實驗探究方法。 3、情感態(tài)度與價值觀： （1）培養(yǎng)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)的能力，積極參與合作探究的能力； （2）培養(yǎng)實事求是、具體問題具體分析的科學(xué)態(tài)度和鍥而不舍的探究精神； （3）使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體驗成功的快樂； （4）培養(yǎng)學(xué)生將物理知識、物理規(guī)律進(jìn)行橫向比較與聯(lián)系的習(xí)慣，養(yǎng)成自主構(gòu)建知識體系的意識。 【教學(xué)過程設(shè)計】 序號 教師活動 屏板、器材 學(xué)生活動 備注 1 提問：動量、沖量、定量定理的相關(guān)內(nèi)容，沖量對物體的作用效果是什么？ 屏幕呈現(xiàn)問題 復(fù)習(xí)已有知識并做出回答 2 提出問題：當(dāng)兩個物體相互作用時總動量會有什么變化呢？播放錄像； 引入課題 多媒體播放（1）火箭發(fā)射及星箭分離過程（2）旱冰場上兩個同學(xué)相互推拉過程； 板書課題：動量守恒定律 帶著問題觀察錄像內(nèi)容 3 提供實例1，引導(dǎo)學(xué)生分析求解； 提出問題：甲、乙在相互作用過程中其動量都在不斷增大，但總動量卻不變的原因是什么？ 呈現(xiàn)實例1：光滑冰面上質(zhì)量為40kg的甲用100N的恒力拉質(zhì)量為50kg的乙，由靜止開始運動，設(shè)連接兩個人的細(xì)線足夠長，試求出人開始運動后1s末、2s末、3s末以及ts末兩個人的動量及系統(tǒng)的總動量并填入表格 學(xué)生求解，做出回答； 討論思考題，發(fā)表自己的看法 實例分析 4 追問：甲、乙兩人所受的重力和支持力對人有沒有沖量作用？ 結(jié)合學(xué)生回答，總結(jié)，說明系統(tǒng)動量守恒的含義 呈現(xiàn)系統(tǒng)動量守恒的含義 分析物體所受的重力和支持力對人的沖量的特點； 做出回答 明確動量守恒的含義 5 提供實例2，引導(dǎo)學(xué)生分析求解； 提出問題：兩人除受到相互作用的內(nèi)力外，還受到地面給予的摩擦力（它對于兩人的系統(tǒng)來說是外力）的沖量，為什么系統(tǒng)的總動量仍保持不變？ 呈現(xiàn)實例2：上例中，若水平面不光滑，已知甲、乙與地面間的動摩擦因數(shù)分別為0.05與0.04，且乙原先以0.4m/s的速度向甲滑動，則系統(tǒng)的動量還守恒嗎？通過計算后回答。 求解； 討論后做出回答 實例分析 6 追問：若動摩擦因數(shù)μ甲=μ乙=0.1，則情況又如何，為什么？ 結(jié)合學(xué)生回答提出問題：相互作用的物體系統(tǒng)的總動量守恒的條件是什么？ 板書：系統(tǒng)總動量守恒的條件 通過計算進(jìn)一步做出分析 揭示動量守恒的條件 7 提出問題：前面討論的若物體間的作用力是變力時，則情況又如何呢？ 引導(dǎo)學(xué)生猜想； 出示并介紹實驗儀器，指定一學(xué)生進(jìn)行演示實驗操作，一學(xué)生向計算機(jī)輸入實驗數(shù)據(jù)； 提醒學(xué)生計算作用前后物體系統(tǒng)的總動量，指導(dǎo)學(xué)生歸納實驗結(jié)論 實驗器材：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、彈簧、細(xì)線、電腦計數(shù)器（可以讀取速率），屏幕順次呈現(xiàn)，實驗數(shù)據(jù)表格及實驗結(jié)論 提出猜想； 觀察實驗讀取數(shù)據(jù)，計算系統(tǒng)作用前后的總動量； 討論分析實驗結(jié)論，得出系統(tǒng)動量守恒 實驗探究動量守恒 8 引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中動量守恒的推導(dǎo)過程； 提出問題：從推導(dǎo)過程中可發(fā)現(xiàn)對物體系統(tǒng)的受力情況仍是以什么條件為前提的？ 呈現(xiàn)：動量守恒定律的理論推導(dǎo)過程 閱讀后思考問題，并做出回答 理論推導(dǎo) 9 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)系統(tǒng)動量守恒的內(nèi)容、表達(dá)式、條件 板書：系統(tǒng)動量守恒的內(nèi)容、表達(dá)式、條件 根據(jù)以上的實例及實驗總結(jié)、回答 初步總結(jié)動量守恒定律 10 提問：如果相互作用的物體不止兩個，作用前后物體的速度也不在同一直線上，但系統(tǒng)所受的合外力為零，則系統(tǒng)的動量是否仍守恒？為什么？ 對學(xué)生的回答加以肯定并總結(jié) 思考、討論、發(fā)表個人看法 定律合理推廣 11 指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材； 提出問題：牛頓運動定律、能量守恒定律的適用范圍是什么？ 總結(jié)三個定律的適用范圍的異同 呈現(xiàn)：三個定律的適用范圍 閱讀教材； 回顧已有知識，將三定律的適用范圍加以比較 明確定律的適用范圍 12 投影練習(xí)題； 將學(xué)生分組，指導(dǎo)學(xué)生用兩種方法分析求解； 解答學(xué)生存在的共性的疑問 屏幕呈現(xiàn)：練習(xí)題及習(xí)題的分析解答過程 學(xué)生分別用牛頓運動定律和動量守恒定律分析計算； 互相交流，糾正 學(xué)情反饋 13 引導(dǎo)學(xué)生比較兩種方法解題的優(yōu)缺點 呈現(xiàn)兩方法的比較 體會，總結(jié) 知識的聯(lián)系與比較 14 課下收集資料，了解火箭的發(fā)射，中子的發(fā)現(xiàn)。 學(xué)生記錄 課堂延伸 【分析評價】 本教學(xué)設(shè)計有如下突出特點： 按認(rèn)知規(guī)律設(shè)計教學(xué)過程，突出對動量守恒定律的理解，從實例入手，然后實驗探究，理論推導(dǎo)等環(huán)節(jié)，得出動量守恒定律的表達(dá)方式（文字表達(dá)和數(shù)學(xué)表達(dá)），使學(xué)生對動量守恒定律的來龍去脈、確切涵義、適用條件有了清晰的認(rèn)識，并通過課堂訓(xùn)練反饋，使學(xué)生初步掌握了動量守恒定律的實際應(yīng)用。 突出了學(xué)生的主體地位，教給學(xué)生方法，注意培養(yǎng)能力，在教學(xué)過程中充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生有觀察、有計算、有推理論證、有歸納總結(jié)、有閱讀理解，通過學(xué)生自己獨立思考、手腦并用掌握知識，把發(fā)展能力與掌握知識結(jié)合起來，使培養(yǎng)能力貫徹在整個教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)。 教學(xué)過程中利用現(xiàn)代技術(shù)手段，擴(kuò)大學(xué)生感知量，發(fā)展學(xué)生興趣，兩段錄像、定量計算、定性演示實驗所創(chuàng)設(shè)的物理情景對學(xué)生感知物理現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生的求知欲有重要作用。 在明確定律的適用范圍這一教學(xué)事件中，教師有意抓住了三個守恒定律的適用范圍的比較，又通過練習(xí)進(jìn)一步將牛頓運動定律與動量守恒定律進(jìn)行比較，便于學(xué)生強(qiáng)化記憶，促進(jìn)已有知識學(xué)習(xí)正遷移順序進(jìn)行。同時自主構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)。 本教學(xué)設(shè)計思維方法訓(xùn)練明確?！皠恿渴睾愣伞钡慕⑦^程，是歸納與演繹方法運用的典型例子。動量守恒定律是中學(xué)物理中比較難以理解和掌握的規(guī)律，在本教學(xué)設(shè)計文本中，從研究一個特殊的物理過程——水平冰面上兩個人相互作用（恒力作用）的運動過程著手，通過分析計算得出合外力為零的相互作用的物體系統(tǒng)動量守恒的結(jié)論，然后就兩個物體的碰撞（變力作用），用實驗進(jìn)行驗證和理論推導(dǎo)，并將其進(jìn)一步推廣到多個物體相互作用的一般情況，這里運用的是歸納的方法，屬于不完全歸納。但在本教學(xué)設(shè)計文本中通過對造成相互作用的物體系統(tǒng)內(nèi)各物體的動量變化及系統(tǒng)總動量不變的本質(zhì)原因進(jìn)行深刻剖析，使歸納推理的結(jié)果具有很大的可信性。而把動量守恒定律這個一般規(guī)律應(yīng)用于分析實例，用的是演繹的方法。學(xué)生認(rèn)識和掌握物理規(guī)律的過程，相當(dāng)于一個簡化了的探究和研究的過程，本教學(xué)設(shè)計給我們對學(xué)生進(jìn)行一種科學(xué)思維方法的教育提供了很好的機(jī)會。