高二物理人教版(2019)选择性必修第一册教学设计.docx

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高二物理人教版(2019)选择性必修第一册教学设计

1.1动量

〖教材分析〗

本节教材从现实生产生活中的碰撞问题中，提出在碰撞过程中有什么量是不变的呢？由此引入了动量的概念，所以本节内容起到承上启下的作用，为动量定理和动量守恒定律的学习做到概念上的准备，同时健全了看问题的三个角度，即从力的角度看问题，从能量角度看问题，从动量角度看问题。学习本节课对今后的学习起到关键指导作用。

〖教学目标与核心素养〗

物理观念∶理解动量的概念及其矢量性，会用动量的观点看问题。

科学思维∶能从实验探究中，通过与动能的对比理解动量的概念和意义，培养学生思考分析能力。

科学探究：通过对碰撞前后守恒量的探究过程，认识物理模型工具在物理学中的应用。

科学态度与责任∶让学生亲身经历探究自然规律的过程，感悟自然界的和谐与同样。

〖教学重难点〗

教学重点：理解动量的概念，能会求解动量的变化量并解决相关问题。

教学难点：动量变化量的计算及相关问题的解决。

〖教学准备〗

多媒体课件、牛顿摆。

〖教学过程〗

动图展示：台球的碰撞、微观粒子的散射。

物理学的研究表明，它们遵从相同的科学规律——动量守恒定律。动量守恒定律是自然界中最普遍的规律之一，无论是设计火箭还是研究微观粒子，都离不开它。

一、新课引入

用牛顿摆进行演示。用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球A、B，且两球并排放置。拉起A球，然后放开，该球与静止的B球发生碰撞。可以看到，碰撞后A球停止运动而静止，B球开始运动，最终摆到和A球拉起时同样的高度。为什么会发生这样的现象呢?

二、新课教学

（一）寻求碰撞中的不变量

1.演示：质量不同小球的碰撞

如图，将上面实验中的A球换成大小相同的C球，使C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某一高度后放开，撞击静止的B球。我们可以看到，碰撞后B球获得较大的速度，摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度。

结论：两个物体碰撞前后的速度都会发生变化，物体的质量不同时速度变化的情况也不一样。

问题：那么，碰撞前后那个物理量是不变的？

2.实验猜想

猜想1：动能不变

猜想2：质量与速度乘积和不变

问题：那么，对于所有的碰撞，碰撞前后到底什么量会是不变的呢?

3.实验验证

下面我们通过分析实验数据来研究上述问题。实验如图所示，两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。实验数据

次数

m1/kg

m2/kg

v/(m.s-1)

v'/(m.s-1)

1

0.519

0.519

0.628

0.307

2

0.519

0.718

0.656

0.265

3

0.718

0.519

0.572

0.321

验证猜想1：

初动能：

末动能：

动能是否变化

1

0.102

0.049

变化

2

0.112

0.043

变化

3

0.164

0.064

变化

验证猜想2：

前质量与速度乘积：m1v+m2×0

末质量与速度乘积：（m1+m2）v'

乘积是否变化

1

0.326

0.318

不变

2

0.340

0.327

不变

3

0.411

0.397

不变

从实验的数据可以看出，此实验中两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等，但是质量与速度的乘积之和却基本不变。

物理学家始终在寻求自然界万物运动的规律，其中包括在多变的世界里找出某些不变量。

（二）动量

上面的实验提示我们，对于发生碰撞的两个物体来说，它们的mv之和在碰撞前后可能是不变的。这使我们意识到，mv这个物理量具有特别的意义。

物理学中把质量和速度的乘积mv定义为物体的动量，用字母p表示

p=mv

①动量P是个矢量，方向和速度v的方向相同。

先因为速度是个矢量，所以动量也是个矢量其方向和速度的方向相同。那不管是速度的大小，还是方向发生了变化动量就一定会发生变化，那这个公式就是一个矢量式。

②动量是状态量

它反映了物体的运动状态与时间和空间位置相对应。

③动量具有相对性，与参考系的选择有关

动量具有相对性，也就是说与参考系的选择有关。比如地面上有一个缓慢向右滚的球，地面为参考系，那球了动量方向显然向右。如果有一只向右狂奔的蚂蚁，把他当参考系，球的动量方向，可就是向左。一般都会选地面做参考系的。

④动量与动能的关系：

动能的表达式

左右两边再乘以质量m，

右边变形

质量乘速度就是动量

整理一下，可能动量等于根号下两倍质量乘以动能。

注意：动量是个矢量，有方向，但动能只是个标量，没有方向。

课本例题

一个质量为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：一看碰撞前使6m/s碰到后还是6m/s，那动量不就没变吗？

动量是矢量，虽然碰撞前后