2023-2024學年高二下學期物理強基計劃教學設計：02 動量與動量守恒

2023-2024學年高二下學期物理強基計劃教學設計：02動量與動量守恒課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學內容本節(jié)課為人教版高中物理選修3-5“動量與動量守恒”一章，主要包括以下內容：

1.動量的定義與計算：動量是物體的質量與速度的乘積，表示物體運動的物理量。

2.動量守恒定律：在一個沒有外力作用的系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總動量保持不變。

3.動量守恒定律的應用：通過實際案例分析，運用動量守恒定律解決問題。

4.動量與動能的關系：動量與動能之間存在著一定的轉換關系，二者相互關聯(lián)。

5.動量守恒在實際應用中的意義：動量守恒定律在物理學、工程學等領域具有廣泛的應用價值。二、核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，主要包括以下方面：

1.科學思維：通過學習動量與動量守恒的概念和原理，培養(yǎng)學生的邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)新思維能力。

2.科學探究：引導學生運用動量守恒定律解決實際問題，培養(yǎng)學生的實驗操作能力、數(shù)據(jù)處理能力和問題解決能力。

3.科學交流：鼓勵學生參與課堂討論，與他人分享自己的觀點和思考，提高學生的表達能力和團隊合作能力。

4.科學態(tài)度：培養(yǎng)學生對物理學的興趣和好奇心，培養(yǎng)學生的探索精神、批判精神和科學態(tài)度。三、教學難點與重點1.教學重點

-動量的定義與計算：理解動量是物體的質量與速度的乘積，掌握動量的計算方法。

-動量守恒定律的應用：學會運用動量守恒定律分析實際案例，解決問題。

-動量與動能的關系：理解動量與動能之間的轉換關系，掌握二者的相互關聯(lián)。

2.教學難點

-動量守恒定律的理解：學生可能對動量守恒定律的原理和適用范圍理解不深，難以應用到實際問題中。

-動量守恒在復雜情境下的應用：學生在面對復雜情境時，可能難以把握動量守恒定律的應用條件和步驟。

-動量與動能關系的轉換：學生可能對動量與動能之間的轉換關系不夠清晰，難以靈活運用二者之間的關系。

舉例說明：

-教學重點舉例：在學習動量計算時，可以通過實際例子讓學生計算物體在不同速度下的動量，加深對動量計算方法的理解。

-教學難點舉例：在講解動量守恒定律的應用時，可以提供一些復雜的實際問題，引導學生分析并應用動量守恒定律解決問題，幫助學生突破難點。四、教學資源準備-確保每位學生都有《人教版高中物理選修3-5》教科書，以便于學生跟隨教學進度，進行學習和復習。

-提供動量與動量守恒的相關學習資料，如課件、講義等，幫助學生深入理解動量守恒定律的應用。

2.輔助材料

-準備動量守恒定律的圖片、圖表和實例，以便于學生直觀地理解動量的定義、計算方法和守恒原理。

-收集一些實際案例的視頻資料，用于引導學生如何運用動量守恒定律解決問題。

3.實驗器材

-準備質量不同的小球、滑槽、木板等實驗器材，讓學生親自動手進行實驗，觀察和驗證動量守恒定律。

-確保實驗器材的完整性和安全性，對學生進行實驗操作前的安全指導。

4.教室布置

-根據(jù)教學需要，將教室布置成分組討論區(qū)和實驗操作區(qū)，以便于學生進行小組討論和實驗操作。

-在教室內設置黑板、投影儀等設備，方便教師進行講解和演示。五、教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對動量和動量守恒的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是動量嗎？它與我們的生活有什么關系？”

展示一些關于動量的圖片或視頻片段，如運動員撞擊、子彈射出等，讓學生初步感受動量的魅力或特點。

簡短介紹動量的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.動量基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解動量的基本概念、計算方法和原理。

過程：

講解動量的定義，包括其主要組成元素或結構。

詳細介紹動量的計算方法，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.動量守恒案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解動量守恒的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的動量守恒案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解動量守恒的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對實際生活或學習的影響，以及如何應用動量守恒解決實際問題。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與動量守恒相關的主題進行深入討論。

小組內討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對動量守恒的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內容，強調動量和動量守恒的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內容，包括動量的基本概念、計算方法、案例分析等。

強調動量和動量守恒在現(xiàn)實生活或學習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用動量和動量守恒。

布置課后作業(yè)：讓學生撰寫一篇關于動量和動量守恒的短文或報告，以鞏固學習效果。六、知識點梳理本節(jié)課主要涉及的知識點有：

1.動量的定義與計算：動量是物體的質量與速度的乘積，表示物體運動的物理量。計算公式為p=mv，其中p表示動量，m表示物體的質量，v表示物體的速度。

2.動量守恒定律：在一個沒有外力作用的系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總動量保持不變。即系統(tǒng)內所有物體的動量之和在碰撞或作用前后保持不變。

3.動量守恒的應用：動量守恒定律可以應用于各種碰撞和爆炸情景，如完全彈性碰撞、非彈性碰撞、爆炸等。通過動量守恒定律，可以分析和解決實際問題，如運動員的起跑、子彈的射擊、汽車的碰撞等。

4.動量與動能的關系：動量與動能之間存在著一定的轉換關系。動能是物體由于運動而具有的能量，計算公式為E=1/2mv^2，其中E表示動能，m表示物體的質量，v表示物體的速度。動量的大小與動能的大小有一定的比例關系，但它們表示的是不同的物理量。

5.動量守恒在實際應用中的意義：動量守恒定律在物理學、工程學等領域具有廣泛的應用價值。例如，在設計安全氣囊時，需要考慮車輛碰撞時的動量守恒，以保護駕駛員和乘客的安全。七、典型例題講解本節(jié)課將講解以下五個典型例題，旨在幫助學生深入理解動量與動量守恒的概念，并提高解題能力。

例題1：

一個質量為m1的物體以速度v1撞擊一個質量為m2的靜止物體。假設撞擊是完全彈性碰撞，求碰撞后兩物體的速度。

解題步驟：

1.根據(jù)動量守恒定律，碰撞前后系統(tǒng)的總動量保持不變。即m1v1=m1v1'+m2v2'，其中v1'和v2'分別是碰撞后兩物體的速度。

2.由于是完全彈性碰撞，動能也守恒。因此，碰撞前后的總動能相等，即1/2m1v1^2=1/2m1v1'^2+1/2m2v2'^2。

3.解以上兩個方程，可以得到v1'和v2'的表達式。

例題2：

一個物體從高度h自由落下，與地面碰撞后彈起，求物體碰撞地面前后的速度。

解題步驟：

1.根據(jù)機械能守恒定律，物體下落過程中的勢能轉化為動能。即mgh=1/2mv^2，其中m是物體的質量，v是物體碰撞地面前的速度。

2.解以上方程，可以得到v的表達式。

3.物體彈起后，再次達到高度h時，動能轉化為勢能。即1/2mv^2=mgh，解以上方程，可以得到物體彈起后的速度。

例題3：

一個質量為m的物體以速度v撞擊一個質量為2m的物體，假設撞擊是完全非彈性碰撞，求碰撞后兩物體的速度。

解題步驟：

1.根據(jù)動量守恒定律，碰撞前后系統(tǒng)的總動量保持不變。即mv=(m+2m)v'，其中v'是碰撞后兩物體的共同速度。

2.解以上方程，可以得到v'的表達式。

例題4：

一輛質量為m的小車以速度v撞擊一輛質量為2m的大車，假設撞擊是在大車的靜止狀態(tài)下進行的，求撞擊后小車和大車的共同速度。

解題步驟：

1.根據(jù)動量守恒定律，碰撞前后系統(tǒng)的總動量保持不變。即mv=(m+2m)v'，其中v'是撞擊后小車和大車的共同速度。

2.解以上方程，可以得到v'的表達式。

例題5：

一個物體沿著光滑的斜面滑下，與斜面底部的另一物體發(fā)生碰撞，求碰撞后兩物體的速度。

解題步驟：

1.根據(jù)機械能守恒定律，物體滑下斜面的勢能轉化為動能。即mgh=1/2mv^2，其中m是物體的質量，v是物體碰撞前的速度。

2.解以上方程，可以得到v的表達式。

3.物體與另一物體碰撞后，根據(jù)動量守恒定律，系統(tǒng)的總動量保持不變。即mv=mv1+mv2，其中v1和v2是碰撞后兩物體的速度。

4.解以上方程，可以得到v1和v2的表達式。八、內容邏輯關系1.動量的定義與計算

-重點知識點：動量的定義（質量與速度的乘積）、計算公式（p=mv）。

-詞句：動量是物體的運動狀態(tài)，計算動量時需要知道物體的質量和速度。

2.動量守恒定律

-重點知識點：動量守恒定律（系統(tǒng)總動量不變）、適用條件（無外力作用）。

-詞句：動量守恒定律適用于無外力作用的系統(tǒng)，確保系統(tǒng)的總動量保持不變。

3.動量守恒的應用

-重點知識點：動量守恒定律的應用（碰撞、爆炸等情景）。

-詞句：動量守恒定律可以應用于各種碰撞和爆炸情景，如完全彈性碰撞、非彈性碰撞、爆炸等。

4.動量與動能的關系

-重點知識點：動量與動能的轉換關系、比例關系。

-詞句：動量與動能之間存在著一定的轉換關系，但它們表示的是不同的物理量。

5.動量守恒在實際應用中的意義

-重點知識點：動量守恒定律的應用領域（物理學、工程學等）、實際應用（安全氣囊設計、汽車碰撞分析等）。

-詞句：動量守恒定律在物理學、工程學等領域具有廣泛的應用價值，如設計安全氣囊時需要考慮車輛碰撞時的動量守恒。

板書設計：

1.動量的定義與計算

-動