动量守恒定律及其应用（说课） 说课人 物理组 殷仁勇

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1 动量守恒定律及其应用（说课） 说课人 物理组 殷仁勇
动量守恒定律及其应用（说课） 说课人 物理组 殷仁勇

2 一 说教材 江苏省教科版3-5第一章《碰撞与动量守恒》，总共有三节内容:第一节 碰撞;第二节动量; 第三节 动量守恒定律的应用 。与以往教材相比,它把动量定理放在第二节动量的发展空间栏目进行了介绍。江苏省“五严”规定后调整的普通高中物理课程标准教学要求（修订版）对这一章的教学要求如下: 1．动量 理解动量的概念，知道动量是矢量。理解动量变化量的意义，会计算一维动量的变化。（对动量定理不作要求） 2．动量守恒定律 通过实验探究一维碰撞中的不变量。理解动量守恒定律, 知道动量守恒定律的成立条件，能用动量守恒定律解释有关现象并解决有关问题。（关注动量守恒定律建立过程，不要求应用动量守恒定律进行定量计算） 3．碰撞（选学）4．反冲运动（选学）。

3 现有教材内容和课程标准之间出现不对应，这就要求我们该删的删，该补充的补充。根据调整后的课程标准，结合我校学生基础较好的实际情况，对这一章做如下处理：总共上三课 时，第一课时补充动量定理，虽然高考对动量定理不做要求，但在高三复习电磁感应复习过程中有一类很复杂的微元法问题（本质上就是微积分思想，这一类问题在06年，08年，09年江苏高考作为压轴题考到）用动量定理，引入安培力的冲量比较容易解决，第二课时 动量守恒定律及其应用，第三课时 验证动量守恒定律。我所说的课题就是第二课时动量守恒定律及其应用。

4 二 教学目标 1 知识目标 掌握动量守恒定律的表达式和动量守恒定律的条件。 2 能力目标 会用牛顿第二运动定律结合运动学公式或用动量定理推导动量守恒定律，能用动量守恒定律解释现象。 3 方法目标 用动量守恒定律分析现象时学会半定量分析,即估算的方法分析解决问题。 4 情感态度价值观目标 在推导动量守恒定律的过程中培养学生证明题的规范性。通过对碰撞球实验的演示，分析，通过弹弓效应在宇宙飞船航天，体育运动的应用激发学生学习物理的兴趣。

5 教学重点：动量守恒定律的推导，动量守恒定律 成立的条件。 教学难点：用动量守恒定律分析现象，分析碰撞球实验，弹弓效应
三 教学重点 难点 教学重点：动量守恒定律的推导，动量守恒定律 成立的条件。 教学难点：用动量守恒定律分析现象，分析碰撞球实验，弹弓效应

6 四 教学流程 先用动量定理推导动量守恒定律及其守恒条件，作为练习巩固，讲解教育科学出版社《物理选修3-5 》P11例1，让学生熟悉动量守恒定律并掌握列式的方法，在此基础之上，用动量守恒定律分析生活中现象，碰撞球实验，弹弓效应。

7 五 教法 对动量守恒定律的建立及其守恒条件采用理
论探究的方法 对动量守恒定律解释现象采用演绎的方法， 师生合作，共同讨论解决。 对碰撞球实验的分析，弹弓效应采用讲授法

8 六 教学程序 本节课开门见山，要求学生利用两体碰撞模型推导动量守恒定律 。问题 ：用动量定理证明在一维两体碰撞过程中系统动量守恒。
证明过程如下：1 先提供一个两体碰撞的情境：如图所示，水平面光滑 2 对M1列动量定理 （1） 对M2列动量定理 （2） 根据牛顿第三定律： （1）+（2）得 移项得： 3 结果表明系统在碰撞前后动量守恒。

9 需要和学生说明：规范的证明步骤包括：1清楚表达出问题条件和情境，2证明过程，3对结果表达式物理含义的阐述。不规范的证明往往缺乏第1步和第3步。

10 师生共同讨论动量守恒的条件 老师提问：为什么单个小球动量发生变化？ 教师提问：撞击力对系统而言是内力还是外力？
老师则进一步要求学生分析系统所受外力，并得出F合外=0. 老师提问：为什么单个小球的动量变化而系统动量反而会守恒？

11 师生共同讨论动量守恒的条件。 教师提问：如果两体碰撞发生在风洞里，受到外力风力，风力方向和小球的运动方向相同，风力大小恒定，与碰撞内力相比不能忽略，问碰撞前后，系统动量是否守恒？要求学生模仿前面的证明过程来分析此时系统动量在碰撞前后是否守恒。学生单独对两个小球列出动量定理后，两式相加后等号左边不为0，系统动量不守恒。 师生共同总结出系统动量守恒的条件：系统所受合外力=0.

12 （三） 利用动量守恒定律定量计算教材P11例题，
例1： 如图所示，钢球m1的质量=100g,钢球2的质量=200g,球2原来静止，球1以速度v1 =10m/s向球2运动，碰后球2的速度v2=6m/s.水平面对球施加的阻力不计，两球可以看做质点，求碰撞后球1的速度。

13 （四）利用动量守恒定律分析现象并进行半定量分析
1 在男女花样滑冰运动中，男女运动员开场动作一般都会把彼此把对方推开，问分开后谁的速度大？

14 2 设想一个很大的湖，积了一层厚厚的冰，一个人困在湖中央，问如何脱险？
有的同学会回答：把鞋子脱下来扔掉，这时教师可引导学生进行估算， 鼓励学生给出鞋子和人体的估算数据，

15 2 设想一个很大的湖，积了一层厚厚的冰，一个人困在湖中央，问如何脱险？
有的同学会回答：使用吹气的方法

16 （五）碰撞球实验 演示碰撞球实验。现象两个球碰撞，一撞一停 教师帮助学生建立模型 ：两个的球一维碰撞，碰撞的过程中没有动能损失，列出动量守恒和能量守恒方程

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18 指出这个二元二次方程组的解题技巧，移项相除，
得到的结果（6）式物理含义是靠近速度等于分离速度。

19 计算的结果表明（1）特殊情况下，当两球的质量相等时，
出现的结果为速度交换，一撞一停，符合靠近速度等于分离速度。

20 当两球质量相差很大，极端情况下 小球 撞大球 ，碰撞前大球 静止不动， 小球反向原速弹回，编成顺口溜：小球撞大球，一撞就回头。符合靠近速度等于分离速度。大球不动的原因是大球质量太大，内力的冲量不足以明显改变大球的状态，大球仍静止。

21 极端情况下 大球 撞小球 ，碰撞前小球 静止不动，
小球会以2倍大球速度弹出，大球的速度保持不变，编成顺口溜：大球撞小球，继续往前走。符合靠近速度等于分离速度。大球的速度保持不变的原因是大球质量太大，内力的冲量不足以明显改变大球的状态，大球保持原来的速度。 碰撞球实验的分析比较难，主要以教师讲授为主。

22 （六） 弹弓效应 教师提问：大球 撞小球 时， ，如果大球有速度 ，小球有速度 ，二者速度方向相反，碰撞时动量守恒，动能不发生损失，分析碰撞结果？

23 基础较好的学生回答：碰撞时内力的冲量不足以明显改变大球的状态，则碰撞结果为大球保持速度 不变，碰撞前靠近的速度为 ,碰撞后小球肯定要撞回头， 碰撞后分离速度为 ，靠近速度等于分离速度，因此小球的速度为 。教师指出这一现象为弹弓效应。

24 弹弓效应可应用在宇宙飞船的航天飞行，藉助星球引力使宇宙飞船加速。因为以现在的燃料技术，宇宙飞船自己走不了多远，要去太阳外围的行星或冲出太阳系，几乎不可能。通过弹弓效应可以实现对飞船的加速。

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26 体育比赛 羽毛球扣杀时，实际上就是利用了弹弓效应，扣杀前瞬间，手臂的肌肉要绷紧，使得手臂，人体，球拍,变成一个整体，即变成一个大球，去和羽毛球这个大球碰撞，产生弹弓效应，扣杀回去的羽毛球的速度变成两倍球拍速度还要加上扣杀前羽毛球速度。

27 七 总结 本节课创新之处有两点：一是在定性分析的基础上引入半定量分析，有利于提高学生解决估算问题的能力，二是教学内容上的创新，引入动量守恒定律在极端情形下的应用--弹弓效应。此外本节课着重用动量守恒守恒定律分析解决物理生活中的现象，体现了物理教学的STS教学理念，即从物理走向社会生活，走向科技，还原了物理教学的本来面貌。