动量守恒定律教学设计

动量守恒定律教学设计

甘肃平凉信息工程学校 曲应前 744000

一、教学目标 （一）、知识与技能

１、在理解动量、冲量、动量定理的基础上，掌握动量守恒定律的意义和应用。

２、通过对动量定理和动量守恒定律的学习，培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 （二）、重点与难点

１、重点：动量守恒定律及数学表达式。 ２、难点：对动量守恒定律的理解及其运用。 ３、关键：用动量守恒定律解题的思路和方法。 （三）、过程与方法

１、引导学生回顾动量、冲量的概念和动量定理的内容。 ２、通过实验探究和理论分析，推导动量守恒定律。 ３、通过师生互动理解动量守恒定律的深刻内涵。 （四）、情感与价值

１、通过观察周围世界，培养学生追求科学真理的强烈愿望。

２、强化学生情感意识，培养其认识世界和改造世界的主观能动性。 二、设计方案 （一）、新旧课衔接

教师引导学生对前面讲过的动量、冲量和动量定律进行复习，通过复习提出问题，使学生带着疑问和求知的欲望自然过度到新课，在具体方法上可采用提问的形式。教师问：什么叫动量？学生答：把物体质量和它运动速度的乘积叫动量。教师问：什么叫冲量？学生答：把力和力的作用时间的乘积叫冲量。教师问：动量定理的研究对象是单个物体还是系统？学生答：是单个的物体。教师问：动量定理的含意是什么？学生答：当合外力给物体施加一定的冲量时，物体的动量就会发生变化，动量变化量的大小等于物体所受合外的冲量，即Ft =Δp= m v t- m v o。教师问：如果研究对象是一个系统，动量定理还能成立吗？学生答：可能成立，也可能不成立。教师说：既然不能肯定，下面我们就来研究这个问题，看看会得出一个什么样的结论，通过提问自然过度到新课－—动量守恒定律。

（二）、动量守恒定律

１、系统、内力、外力的概念：系统是指由两个或两个以上的物体构成的物体系。内力是指系统内部物体间的相互作用力。外力是指系统外物体对系统内任一物体的作用力（通过列举实例或课件演示的形式，使学生感性认识什么是系统，什么是内力和外力）。

２、系统总动量的概念：系统的总动量是指系统内每个物体的动量之和。由n个物体构成的系统，其总动量可表示为P= m1 v1 + m2 v2 + ? + m n v n（板书定性分析得出）。

３、内力、外力与总动量的关系：以两小球在同一直线上的碰撞实验为例进行探究分析。假设两小球的质量分别为m1和m2 ，碰撞前的速度分别为v1和v2 ，碰撞后的速度分别为v１′和v2 ，碰撞时m1对m2 的作用力为F12 ，m2 对m1的作用力为F21，碰撞时间为t ，根据动量定理有：F12 t = m2 v2′- m2v2 ，F21 t = m1 v１′- m1 v1（动量定理对系统内单个物体是成立的）。由于F12和F21是两小球之间的相互作用力，属于内力 ，它们是一对作用力和反作用力 ，根据牛顿第三定律可知 ，F12 t和F21 t大小相等方向相反，所以有m2 v2′- m2 v2 =－（m1 v１′- m1 v1），整理得：m1 v1+ m2v2 = m1 v１′+ m2 v2′，系统的总动量保持不变。

由此可见，内力不改变系统的总动量，只有外力才是改变系统总动量的原因（由师生定性定量分析得出结论）。

４、动量守恒定律的内容：由上述分析可知，对一个系统而言，当系统不受外力或所受合外力为

零时，该系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律，表达式为：m1 v1+ m2 v2= m1 v１′+ m2 v2

（可采用问答形式进行总结）。

（三）、动量守恒定律的应用

１、利用动量守恒定律解题的思路和步骤（可采用问答形式进行总结） （１）、根据题意，确定研究对象，即系统。 （２）、对研究对象进行受力分析，确定内力和外力。 （３）、判断外力是否对系统做功，确定动量是否守恒。 （４）、当系统动量守恒时，列出动量守恒方程式。 （５）、解方程求出结果，必要时对结果进行验证。

２、例题讲解验证动量守恒定律解题的步骤（最好选择简单易懂的例题）

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例题： 在列车编组站里，有一质量为1.0 * 10kg的货车，在平直轨道上以0.5 0 m/s的速度运

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动，碰上了静止的质量为1.5 * 10kg的货车，它们挂接在一起以同一速度运动，求它们前进的速度。

解：以两辆货车构成的系统为研究对象，分析其受力，系统在竖起方向上的合外力为零，水平方向上受到摩擦力，但摩擦力远小于两货车之间的碰撞内力，可忽略不计，这时系统动量守恒，根据动量守

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恒定律得：m 1 v 1+ m 2 v 2 = （m1 + m2）v，因为v2 =0，所以有：v = m1 v1 ／（m 1 + m 2）=1.0 * 10* 0.50

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/1.0 * 10+1.5 * 10=0..2 0 m/s (边讲边问完成解答)。

３、动量守恒定律的三种守恒条件（由教师举例分析总结） （１）、理想守恒条件：就是定律中提到的“系统不受外力或所受合外力等于零”的情形。 （２）、近似守恒条件：系统所受的合外力不等于零，但是当外力远远小于内力时，外力就可以忽略不计，可近似的利用动量守恒定律来求解问题。

（３）、趋向守恒条件：系统就整体而言动量是不守恒的，但是当系统在某一方向上所受的合力为零时，在该方向上动量是守恒的，仍然可利用动量守恒定律来求解。

４、动量守恒定律应用的拓展教学 反冲运动：子弹射出时枪身的“后坐”，炮弹射出时炮身的“后坐”，枪身和炮身的这种后退运动叫做反冲运动。火箭的飞行也是一种反冲运动。反冲运动是遵守动量守恒定律的（教师引导学生结合实际，利用运动守恒定律进行定性和定量分析）。

（四）、动量守恒定律的应用范围

１、动量守恒定律的延展性：动量守恒定律是以两体系统推导总结出来的，但是实验证实，由多体构成的系统，当系统所受合外力为零时，动量守恒定律仍然是成立的。（教师设问——学生猜答——教师总结）。

２、动量守恒定律的矢量性：由动量守恒定律的数学表达式可以看出，由于动量是矢量，所以表达式中等号左右两端动量的和应该是矢量和，动量守恒定律应理解为“动量的矢量和”保持不变（采用演绎推理的方法由教师进行总结）。

３、动量守恒定律的相对性：动量守恒定律数学表达式中的速度，是相对于同一参考系而言的，相对于不同的参考系同一速度的数值是不同的，使用动量守恒定律计算时应注意参考系的选择（教师举例分析）

姓名:曲应前 出生日期:1963年8月15日 籍贯:甘肃 天水 性别:男 工作单位:甘肃省平凉信息工程学校教务科 职务:物理教师 职称:中级 通讯地址:甘肃省平凉市崆峒区新民南路88号 电子邮箱：plxxqyq@163.com 联系电话：13830372568