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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 【教學設計思想】 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出動量守恒定律，或是通過大量的實驗事實總結出動量守恒定律。傳統(tǒng)講法由于沒有教師的演示實驗，很多學生對導出的動量守恒定律缺乏感性認識，不利于學生順利地去認識現(xiàn)象，建立概念與規(guī)律，以及應用規(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的獨立的物理定律。所以應通過演示實驗，啟發(fā)學生討論并總結規(guī)律，有利于學生對物理規(guī)律的掌握。 【教學目標設計】 1、知識與技能： （1）理解動量守恒定律的確切含義和表達，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習，了解歸納與演繹兩種思維方法的應用； （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)學生自覺學習的能力，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態(tài)度和鍥而不舍的探究精神； （3）使學生在學習過程中體驗成功的快樂； （4）培養(yǎng)學生將物理知識、物理規(guī)律進行橫向比較與聯(lián)系的習慣，養(yǎng)成自主構建知識體系的意識。 【教學過程設計】 序號 教師活動 屏板、器材 學生活動 備注 1 提問：動量、沖量、定量定理的相關內容，沖量對物體的作用效果是什么？ 屏幕呈現(xiàn)問題 復習已有知識并做出回答 2 提出問題：當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容 3 提供實例1，引導學生分析求解； 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：光滑冰面上質量為40kg的甲用100N的恒力拉質量為50kg的乙，由靜止開始運動，設連接兩個人的細線足夠長，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？ 結合學生回答，總結，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，引導學生分析求解； 提出問題：兩人除受到相互作用的內力外，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？ 結合學生回答提出問題：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？ 引導學生猜想； 出示并介紹實驗儀器，指定一學生進行演示實驗操作，一學生向計算機輸入實驗數(shù)據(jù)； 提醒學生計算作用前后物體系統(tǒng)的總動量，指導學生歸納實驗結論 實驗器材：氣墊導軌、滑塊、彈簧、細線、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； 討論分析實驗結論，得出系統(tǒng)動量守恒 實驗探究動量守恒 8 引導學生閱讀教材中動量守恒的推導過程； 提出問題：從推導過程中可發(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過程 閱讀后思考問題，并做出回答 理論推導 9 引導學生總結系統(tǒng)動量守恒的內容、表達式、條件 板書：系統(tǒng)動量守恒的內容、表達式、條件 根據(jù)以上的實例及實驗總結、回答 初步總結動量守恒定律 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？ 對學生的回答加以肯定并總結 思考、討論、發(fā)表個人看法 定律合理推廣 11 指導學生閱讀教材； 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 投影練習題； 將學生分組，指導學生用兩種方法分析求解； 解答學生存在的共性的疑問 屏幕呈現(xiàn)：練習題及習題的分析解答過程 學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 學情反饋 13 引導學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 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)。 學生記錄 課堂延伸 【分析評價】 本教學設計有如下突出特點： 按認知規(guī)律設計教學過程，突出對動量守恒定律的理解，從實例入手，然后實驗探究，理論推導等環(huán)節(jié)，得出動量守恒定律的表達方式（文字表達和數(shù)學表達），使學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識，并通過課堂訓練反饋，使學生初步掌握了動量守恒定律的實際應用。 突出了學生的主體地位，教給學生方法，注意培養(yǎng)能力，在教學過程中充分調動學生的學習積極性，讓學生有觀察、有計算、有推理論證、有歸納總結、有閱讀理解，通過學生自己獨立思考、手腦并用掌握知識，把發(fā)展能力與掌握知識結合起來，使培養(yǎng)能力貫徹在整個教學過程的各個環(huán)節(jié)。 教學過程中利用現(xiàn)代技術手段，擴大學生感知量，發(fā)展學生興趣，兩段錄像、定量計算、定性演示實驗所創(chuàng)設的物理情景對學生感知物理現(xiàn)象激發(fā)學生的求知欲有重要作用。 在明確定律的適用范圍這一教學事件中，教師有意抓住了三個守恒定律的適用范圍的比較，又通過練習進一步將牛頓運動定律與動量守恒定律進行比較，便于學生強化記憶，促進已有知識學習正遷移順序進行。同時自主構建知識結構。 本教學設計思維方法訓練明確?！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物理中比較難以理解和掌握的規(guī)律，在本教學設計文本中，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)動量守恒的結論，然后就兩個物體的碰撞（變力作用），用實驗進行驗證和理論推導，并將其進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。但在本教學設計文本中通過對造成相互作用的物體系統(tǒng)內各物體的動量變化及系統(tǒng)總動量不變的本質原因進行深刻剖析，使歸納推理的結果具有很大的可信性。而把動量守恒定律這個一般規(guī)律應用于分析實例，用的是演繹的方法。學生認識和掌握物理規(guī)律的過程，相當于一個簡化了的探究和研究的過程，本教學設計給我們對學生進行一種科學思維方法的教育提供了很好的機會。