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(共31张PPT)
第一章 动量守恒定律
（单元解读）
目录
03
04
本单元教学重点与难点
内容分析
01
02
学习目标
《课标》要求
05
教学策略
第一部分：《课标》要求
《课标》要求
1.1.1
理解冲量和动量。通过理论推导和实验，理解动量定理和动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象。知道动量守恒定律的普适性。
1.1.2
通过实验，了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。
1.1.3
体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一。
第二部分：学习目标
学习目标
节次 学习目标
第1节 动量
第2节 动量定理
第3节 动量守恒定律
(1)了解生产生活中的各种碰撞现象。
(2)经历寻求碰撞中不变量的过程，体会探究过程中猜想、推理和证据的重要性。
(3)知道动量概念及其单位，会计算动量的变化量。
(4)认识动量是描述物体运动状态的物理量，深化运动与相互作用的观念。
(1)能在恒力情况下进行理论推导，得出动量定理及其表达式。
(2)知道冲量概念，知道动量定理及其表达式的物理意义。
(3)知道动量定理适用于变力情况，领会求解变力冲量时的极限思想。
(4)会用动量定理解释生活生产中的相关现象和解决实际问题。
(1)能运用动量定理和牛顿第三定律分析碰撞现象中的动量变化。
(2)在了解系统、内力和外力的基础上，理解动量守恒定律。
(3)能够运用动量守恒定律分析生产生活中的有关现象。
(4)了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。
学习目标
节次 学习目标
第4节 实验：验证动量守恒定律
第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞
第6节 反冲现象 火箭
(1)能依据已有知识合理设计实验方案。
(2)能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。
(3)能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论。
(4)坚持实事求是，在合作中既能坚持观，点又能修正错误。。
(1)了解弹性碰撞和非弹性碰撞。
(2)会分析具体实例中的碰撞特点及类型。
(3)会用动量、能量的观点解决生产生活中与一维碰撞相关的实际问题。
(1)通过实验认识反冲运动，能举出反冲运动的实例，知道火箭的发射是反冲现象。
(2)能结合动量守恒定律对常见的反冲现象作出解释。
(3)了解我国航天事业的巨大成就，增强对我国科学技术发展的自信。
第三部分：内容分析
内容分析
动量是用来描述物体运动状态的物理量，它对时间的变化率即为力，是物理学中的重要概念。动量还是适用范围最广的概念之一。大量事实表明，无论是宏观物体的低速运动及相互作用，如台球的碰撞、火箭的发射，还是微观粒子的高速运动和相互作用，都可以用动量概念加以描述。
本节教材以“寻求碰撞中的不变量”为线索，通过演示两个完全相同钢球的对心碰撞，让学生对碰撞中的不变量提出猜想。为了判断猜想是否正确，改变实验条件，再进行两个质量不同、大小相同的钢球的对心碰撞。当猜想被否定之后，再设计新的实验方案进行研究。通过从特殊到般，从定性到定量的多轮“问题—猜想一实验方案设计-
第1节
内容分析
--证据收集---数据分析—得出结论”的科学探究过程，逐步达到对不变量的正确认识。教材的这一编写思想体现了科学探究的基本方法与严谨求真的科学态度。教学时要引导学生充分经历和体验这一探究过程。
教材的主要意图在于体现寻求守恒量是科学研究的一条路径，沿着这一路径，定义动量概，念就是水到渠成的。学生在学习初中和高中物理时，已经了解了动能、速度、质量等相关概念和质量守恒、电荷守恒、机械能守恒等相关规律，这为学生寻求碰撞中的不变量提供了扎实的基础。
第1节
内容分析
动量定理是一个重要的规律，它揭示了力在一段时间内连续作用的累积效果与动量变化之间的关系，进一步揭示了运动状态变化与相互作用之间的关系。前一节内容重在建立动量概念，并没有关注一个物体动量变化的原因。通过恒力情况下的理论推导，可以认识到冲量是动量发生变化的原因，同时动量定理也是下一节从理论上推导动量守恒定律的基础。教材虽然是在恒力作用的情况下由牛顿第二定律推导出动量定理的，但是动量定理不仅适用于恒力的情况，也适用于变力的情况。正因为如此，动量定理在实际中有更广泛的应用，尤其在解决作用时间短、作用力大而且随时间变化快的打击、碰撞等问题时，用动量定理要比用
第2节
内容分析
牛顿第二定律更方便。
在前面的学习中，学生已经具有力、加速度、动量和牛顿第二定律等知识，掌握了矢量的运算法则，具备一定的分析和推理论证能力，具有通过建立简单的物理模型解决生活中实际问题的能力，但是面对复杂情境，学生还是有较大的困难。本节中动量定理的矢量性，是学生学习的一个难点，需要在解决问题的过程中，通过遵循严格的程序和规范的运算来加以突破。本节课的教学重点是动量定理的推导及应用。
第2节
内容分析
动量守恒定律既适用于宏观世界，也适用于微观世界；既适用于低速运动，又适用于高速运动。它是适用范围比牛顿运动定律更广的一条普遍规律。本节根据牛顿第三定律和动量定理推导得出：不受外力（或所受合外力为0）的系统，在系统内部相互作用的过程中，系统的总动量守恒。建立在牛顿第三定律及动量定理基础上的理论推导和本章第1节的实验探究相结合，有利于帮助学生更好地理解动量守恒定律，深化对物体之间相互作用规律的理解。动量守恒定律既是本章的核心内容，也是整个高中物理的重点内容。
第3节
内容分析
教材在第1节通过教师演示实验引导学生寻求碰撞中的不变量，后面又通过理论推导得出了动量守恒定律。学生通过必修课程的学习，已经储备了丰富的运动与相互作用关系的知识，初步形成了运动与相互作用观和能量观。本节主要是引导学生在初步掌握动量守恒定律的基础上，利用已有的知识进行实验设计、实验观察和数据分析。本节的重点应放在实验方案设计和实验数据分析上。
第4节
内容分析
经过前而四节的学习，学生已经从实验到理论，再从理论到实验，对碰撞中的动量守恒有了较为清晰的认识。碰撞是生活中常见的现象。碰撞时物体间相互作用持续时间很短，相互作用力很大，满足动量守恒条件。本节的设计以碰撞实例为载体，经历实验探究、理论推导，在其实情境中建立弹性碰撞和非弹性碰撞的相关概念。教材创设了两个小球弹性碰撞的情境，先引导学生应用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决典型的碰撞问题，推导两个小球在弹性碰撞后的速度表达式。随后，又引导学生从一般到特殊，对三种特殊情况展开讨论，得出碰后两球末
第5节
内容分析
速度的表达式，便于快速判断与评估生活中实际现象对应的碰撞类型。学生通过对弹性碰撞和非弹性碰撞的讨论，进一步加深对动量和动能的理解，提升运动与相互作用观及能量观。
本节课的重点内容是理解弹性碰撞与非弹性碰撞的概念及特点，并能应用两个定律解决与生产生活相关的实际问题。
第5节
内容分析
本节通过生产生活中的现象介绍反冲运动，通过演示实验加深学生对反冲现象的认识和理解，最后介绍火箭的飞行原理，体现了物理与生活和科技的紧密联系。通过本节的学习，促进学生运动与相互作用观的进一步发展，学会定性分析生产生活中的实际问题。依据教材“思考与讨论”栏目的设计，引导学生根据动量守恒定律，完成对人的速度变化量的推导。在此基础上定量分析火箭的速度。教材在“科学漫步”中介绍“三级火箭”的内容，既是对火箭知识的拓展，又进一步介绍我国在航天事业中的成就，有利于激发学生的爱国热情。
第6节
第四部分：本单元教学重点与难点
本单元教学重点与难点
教学难点
教学重点
1. 动量定理的应用
2. 动量守恒定律的内容
3. 验证动量守恒定律的实验方案设计和数据分析
4.动量守恒定律的经典应用
1. 动量定理的矢量性
2. 动量守恒定律的适用条件及解题步骤
3. 碰撞的分析
第五部分：教学策略
教学策略
1.强调动量概念的形成过程
第1节“动量”要充分让学生感受到碰撞的复杂性，结合旁批引导学生知道“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”来引导学生认识动量。这样，学生在学习过机械能守恒定律、电荷守恒定律和能量守恒定律等的基础上对守恒的思想方法并不陌生，对教材设计的“寻求碰撞中的不变量”的要求会有较深人的认识，在此基础上动量概念的引入也就变得自然、合理。虽然对于“不变量”的实验和探究过程学生不能独立完成，但是，他们在寻求“不变量”的探究过程中亲身体验发现问题、提出猜想和挖掘证据等活动，这具有十分重要的教育价值。
教学策略
1.强调动量概念的形成过程
另外，需要引导学生注意，动量是矢量。学生对此必须有清楚的理解，这里再次涉及对矢量运算的认识问题。动量的运算服从矢量运算的法则。当动量在同一条直线上时，在选定一个正方向之后，动量的运算就可以简化成代数运算。
教学策略
2.运用科学推理方法得出动量定理和动量守恒定律
教材通过物体在恒力作用下做匀变速直线运动这一特例，运用演绎方法推导出动量定理。动量定理不仅适用于恒力情况，而且适用于变力情况，正因为适用于变力情况，它才有广泛的应用。不过，因其理论推导较难，在中学阶段不宜要求过高，教材用积分的思想（在物理必修课程中曾有所渗透)进行了定性的说明。这样可以开阔学生的思路，便于他们自觉地运用所学知识来处理问题。在变力的情况下，动量定理公式中的作用力应理解为变力在作用时间内的平均值。我们从教材推导动量定理的过程可以看出，物体动量对时间的变化率等于它所受的力。这表明动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的。应该引导学生尝试用动量概念表示牛顿第二定律，这有助于学生对动量概念以及运动与相互作用关系形成深入的理解。
教学策略
2.运用科学推理方法得出动量定理和动量守恒定律
教材通过动量定理和牛顿第三定律，并运用演绎方法推导出动量守恒定律。在学生理解动量和动量定理的基础上，引入系统、内力、外力的概念，并通过实例指明区分内力和外力的方法，以及给出在外力远小于内力的情况下，外力可以忽略不计的具体实例。为使学生深人理解动量守恒定律，理解运动与相互作用的关系，教材将动量守恒定律与牛顿运动定律紧密结合，使学生深刻认识到系统的动量在整个过程中一直保持不变的含义。保持不变意味着守恒的存在，这一点会使学生逐步熟悉如何用守恒思想来处理问题。同时，通过实例揭示牛顿运动定律从“力”的角度反映物体间的相互作用，动量定理和动量守恒定律从“动量”的角度描述物体间的相互作用。
教学策略
2.运用科学推理方法得出动量定理和动量守恒定律
动量守恒定律的普适性，为学生深层次认识自然界的和谐与统一提供了很好的例证。同时，它也为解决力学问题开辟了新的途径。教材通过例题，展示了应用动量守恒定律解决碰撞问题的优势所在。
通过对动量及其守恒定律的学习，学生可以认识到，任何科学概念的形成、规律的建立都不会是简单拼凑得出的，都需要经历严格的科学归纳、推理和论证等过程。
教学策略
3.突出科学探究能力的培养
本章虽然没有冠以“探究”字样的探究性实验，但是科学探究的思想渗透于整章之中。下面框图展示的设计思路可以反映教材是如何引导学生经历科学深究过程、完成动量守恒定律学习的。
提出关于碰撞的问题（宏观、微观）
章首语
基于观察和碰撞实验，引入动量的概念，经理论推导得到动量定理和动量守恒定律
基于证据，验证理论推导出的结论
应用动量守恒定律解释典型现象
1.动量
2.动量定理
3.动量守恒定律
4.实验：验证定律守恒定律
5.弹性碰撞和非弹性碰撞
6.反冲现象 火箭
其中，第4节“实验：验证动量守恒定律”虽然属于验证性实验，但是从整章的科学探究设计来看，该实验是探究中获取证据的必要环节。
教学策略
4.在真实、有意义的情境中应用动量守恒定律
本章第5节的设计不仅是为了让学生加深对碰撞知识的理解，而且还把它作为载体，深人细致地贯彻学科核心素养中的科学思雏和科学探究的要素，在真实、典型、有意义的情境中引导学生应用动量守恒定律。
数师不应只关注学生是否掌握了知识结论，还应关注学生是否能够灵活地运用动量守恒定律和机械能守恒定律来解决典型的碰撞问题。实际上，可以把这节课看成是学生学过动量和动量守恒定律之后的一节习题课。不要让学生背诵各种碰撞情况下的结论，更不应让学生以这些结论为基础去解新的题目。
教材在得到碰撞前后两个小球速度的关系式后，讨论了m1=m2，m1>>m2、m1<教学策略
4.在真实、有意义的情境中应用动量守恒定律
递一个信息：物理学中定量关系式的作用，远远不只是用于数值计算，从中还可以得出很多定性的结论。这种能力对于学生学好物理课程是非常重要的。
应该看到，以上分析的三种情况，实际就是根据动量守恒定律和机械能守恒定律给出的预测。对预测的检验就是对这两个基本定律的检验。所以，这节课为学生营造出经历科学探究过程的直实情境。学生通过生活经验已经对于这几类碰撞的结果有了自己的预期，应用物理知识和数学知识进行分析后，看看结论是否与生活经验一致，这也是一种验证过程。
学科核心素养中十分突出科学思维和科学探究，但科学探究不能仅注重形式，它要渗透于全部教学内容之中。
教学策略
5.重视科学态度与责任的培养
本章力求使学生能运用动量知识解释生产生活中的有关现象，加深对科学本质的认识，增强社会责任感。例如，“STSE”栏目中的“汽车碰撞试验”“科学漫步”栏目中的“历史上关于运动量度的争论”、第2、3节中的例题以及第5、6节内容的设计，都集中反映了对科学态度与责任的培养。其中，第6节“反冲现象火箭”通过生产生活中的实例介绍反冲现象，在“科学漫步”栏目中对火箭知识进行拓展，并进一步介绍我国在航空、航天事业中的进步，邀发学生的爱国热情。
教学策略
6.课时安排建议
第1节 动量 1学时
第2节 动量定理 1学时
第3节 动量守恒定律 1学时
第4节 实验：验证动量守恒定律 2学时
第5节 弹性碰撞和非弹性碰撞 1学时
第6节 反冲现象火箭 1学时
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