信阳师范大学（信阳师范学院）：《中学物理》教学设计案例（师范专业认证）动量守恒定律教案2

课题：动量守恒定律 授课人：陈小浩 教学目标： 1.理解动量守恒定律的内容 2.动量守恒定律的条件 3动量守恒定律的应用及解决实际问题 4提升学生物理学科核心素养 教学重难点： 动量守恒定律的条件和应用 教学方法： 实验法、合作探究法、推理归纳法、举例讲授法 【导入新课1： 讲教材上爱因斯坦的名言“想象比知识更重要，知识有据，而想象环抱整个世界”，从而激发同学们的想象力 表演“手跨板砖”，激发同学们的探索兴趣。从惯性和动量定理方面解释“手劈板砖”，引入本节课题“动量守恒 定律”。 【讲授新课】： 猜想一下滑冰场上原来静止的两个人，靠近站在一起，让甲推乙一下，出现什么现象？长枪发射子弹时， 枪身怎样运动？ 看视频1溜冰场上静止的两个小孩相互推一下，2长枪发射子弹的瞬间 思考：上述现象有什么共性？两物体间存在相互作用，动量都发生了变化。 猜想：相互作用的两个物体，相互作用前两个物体总动量等于相互作用后两个物体总动量。 接下来，我们从理论上推导一下吧！在理论上推导之前我们先完成课前自主预习的内容吧！ 【自主学习 ,回顾以前学的知识 (1)作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，同时产生，同时消失。 (2)动量定理，物体受到和外力的冲量等于动量的改变量。 一，看课杰、相明白什么是，系统、内力、外力？ (1)系统：存在相互作用的两个（或多个）物体所组成的整体，称为系统。系统可按解决问题的需要灵 活选取。 (2)内力：系统内各个物体间的相互作用力称为内力。(3)外力：系统外其他物体作用在系统内任何一 个物体上的力，称为外力。 注意：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确定了系统后，才能确定内力和外力。 【小试牛刀，趣味物理】 历史上，有一个“力拔山兮气盖世”的楚霸王，他也有认怂的时候，有人说：虽然你英雄气概、力大无穷， 却不能用手抓住你自己的头发，把你自己提起来。这是为什么呢？ 分析：以楚霸王为研究对象，他受向下的重力，他受向上的支持力，这两个力大小相等，方向相反，楚霸 王处在平衡状态静止在地 。他的手与他的头发之间的力为系统内力。你明白了吗： 有了这些知识的帮助，我们来开始理论探究上吧！ 【新课理论探究】 一，两个小球相互碳撞的时刻，各受到几个作用力？如果A和B看成一个系统，哪些力是内力？那些是 外力？ 第1页共4页

第 1 页 共 4 页 课题：动量守恒定律 授课人：陈小浩 教学目标： 1..理解动量守恒定律的内容 2.动量守恒定律的条件 3.动量守恒定律的应用及解决实际问题 4 提升学生物理学科核心素养 教学重难点： 动量守恒定律的条件和应用 教学方法： 实验法、合作探究法、推理归纳法、举例讲授法 【导入新课】： 讲教材上爱因斯坦的名言“想象比知识更重要，知识有涯，而想象环抱整个世界”，从而激发同学们的想象力。 表演“手劈板砖”，激发同学们的探索兴趣。从惯性和动量定理方面解释“手劈板砖”，引入本节课题“动量守恒 定律”。 【讲授新课】： 猜想一下滑冰场上原来静止的两个人，靠近站在一起，让甲推乙一下，出现什么现象？长枪发射子弹时， 枪身怎样运动？ 看视频 1 溜冰场上静止的两个小孩相互推一下，2 长枪发射子弹的瞬间 思考：上述现象有什么共性?两物体间存在相互作用，动量都发生了变化。 猜想：相互作用的两个物体，相互作用前两个物体总动量等于相互作用后两个物体总动量。 接下来，我们从理论上推导一下吧！在理论上推导之前我们先完成课前自主预习的内容吧！ 【自主学习】： 一，回顾以前学的知识 （1）作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，同时产生，同时消失。 （2）动量定理，物体受到和外力的冲量等于动量的改变量。 二，看课本、想明白，什么是，系统、内力、外力？ （1）系统：存在相互作用的两个（或多个）物体所组成的整体，称为系统。系统可按解决问题的需要灵 活选取。 （2）内力：系统内各个物体间的相互作用力称为内力。（3）外力：系统外其他物体作用在系统内任何一 个物体上的力，称为外力。 注意：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确定了系统后，才能确定内力和外力。 【小试牛刀，趣味物理】： 历史上，有一个“力拔山兮气盖世”的楚霸王，他也有认怂的时候，有人说：虽然你英雄气概、力大无穷， 却不能用手抓住你自己的头发，把你自己提起来。这是为什么呢？ 分析：以楚霸王为研究对象，他受向下的重力，他受向上的支持力，这两个力大小相等，方向相反，楚霸 王处在平衡状态静止在地面。他的手与他的头发之间的力为系统内力。你明白了吗！ 有了这些知识的帮助，我们来开始理论探究上吧！ 【新课理论探究】： 一，两个小球相互碰撞的时刻，各受到几个作用力？如果 A 和 B 看成一个系统，哪些力是内力？哪些是 外力？

、 71 在第一节实验中。我们已经得到了：两个物休碰撞前后（或两个相互作用的物体，作用前后）它们的总动 量是不变的，即：m1v1+2v2=m1v1' +m2v2 理论证明在光滑水平面上做匀速运动的A、B两个小球，质量分 别为m1和m2,沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1、v2,且v1>v2,经过一段时间后，A追上了 B,两球发生碰撞，碰撞后的速度分别为v1'和v2'。碰撞之前总动量：p=pl+p2=mvl+m2v2碰撞之后总动量： D'=D1'+p2'=m1v1'+m2v2'在碰撞过程中， 由牛顿第三定律知 ma2a0工西=2、% '=m, △t △ △t 即：m101’·m101=-(m20:'·m2)2) .m1+m,2=m'+m2'故p=p' 二、动量守恒定律内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变，这 个结论叫做动量守恒定律。 数学表达式：卫=卫' 对由两个物体组成的系统： m1D1+m202=m101'+m2D ◆△p,=-△（两物系统) △p=0 三、动量守恒定律是矢量式，解题时要选取正、负方向，将矢量运算变为代数运算，成立条件： 1、不受外力或受外力矢量和为零，系统的总动量守恒 2、系统的内力远大于外力，可忽略外力，系统的总动量守恒（碰撞、爆炸） 3、系统在某一方向上满足上述1或2，则在该方向上系统的总动量守恒 四、思考讨论： (1)在光滑水平面上有两个载有磁铁的相向运动的小车，两小车组成的系统动量守恒吗？ 777777777777777777777777 分析：两小车在运动过程中，相互排斥的磁力属于内力，整个系统的外力即重力和支持力的和为零，所以系统动 量守恒。 (2)已知水平面光滑，子弹水平射入木块后留在木块中，两者以相同的速度压缩弹簧，在此过程中，子弹、木 组成 的 系统动 量 守恒 吗 第2页共4页

第 2 页 共 4 页 在第一节实验中，我们已经得到了：两个物体碰撞前后（或两个相互作用的物体，作用前后）它们的总动 量是不变的，即：m1v1+ m2v2= m1v1′+ m2v2′理论证明在光滑水平面上做匀速运动的 A、B 两个小球，质量分 别为 m1 和 m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是 v1、v2，且 v1>v2，经过一段时间后，A 追上了 B，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别为 v1′和 v2′。碰撞之前总动量:p= p1+p2=m1v1+m2v2 碰撞之后总动量: p′=p1′+p2′=m1v1′ +m2v2′在碰撞过程中， 由牛顿第三定律知 m1a1=-m2a2 二、动量守恒定律内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为 0，这个系统的总动量保持不变，这 个结论叫做动量守恒定律。 对由两个物体组成的系统： △ p=0 三、动量守恒定律是矢量式，解题时要选取正、负方向，将矢量运算变为代数运算，成立条件: 1、不受外力或受外力矢量和为零，系统的总动量守恒 .2、系统的内力远大于外力，可忽略外力，系统的总动量守恒（碰撞、爆炸） 3、系统在某一方向上满足上述 1 或 2，则在该方向上系统的总动量守恒. 四、思考讨论： （ 1 ） 在光滑水平面上有两个载有磁铁的相向运动的小车，两 小车组成的系统动量守恒吗？ 分析：两小车在运动过程中，相互排斥的磁力属于内力，整个系统的外力即重力和支持力的和为零，所以系统动 量守恒。 （2）已知水平面光滑，子弹水平射入木块后留在木块中，两者以相同的速度压缩弹簧，在此过程中，子弹、木 块 、 弹 簧 组 成 的 系 统 动 量 守 恒 吗 ？

00000000 分析：系统所受的外力有，重力、地面对木块支持力、竖直墙对弹簧的支持力，三者之和不为零，所以系统动量 不守恒。 五、应用动量守恒定律的解题步骤： (1)确定相互作用的系统为研究对象 (2)分析研究对象所受的外力 (3)判断系统是否符合动量守恒条件 (4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号。 (5)根据动量守恒定律列式求解， 例1.在列车编组站里，一辆m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1=2ms的速度运动，碰上一辆m2=2.2× 104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后运动的速度， 二解：规定碰撞前货车 的运动方向为正方向，有12/s.设两车的共同速度为，两车碰推前的动量为：卫=优碰撞后的动量。 P=(m+%心由动最守恒定律可.%网=(%+%力 0=m=0.9m/s m1+m2 例2.一枚在空中飞行的火箭，质量为m,在某点的速度为v,方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成 两块（如图），其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。 解：火箭炸裂前的总动量： p=no 炸裂后的总动量： p'=101+(n-1)2 由动量守恒定律p印： %+(m-m)见，=m得：="m-m色 m-m 六、动量守恒定律的普适性 动量守恒定律是自然界最重要的最普遍的规律之一，它不仅适用于宏观系统，也适用于微观系统：不仅适用于低 速运动，也适用于高速运动。还适用于由任意多个物体组成的系统，以及各种性质的力之间。这一定律已成为人们认 识自然、改造自然的重要工具。 从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎是 违反动量守恒定律的现象时 物理学家们就会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。 七、课堂小结 动量守恒定律 内容 系统不受外力或所受外力的合力为零，这个系统的动量就保持不变 第3页共4页

第 3 页 共 4 页 分析：系统所受的外力有，重力、地面对木块支持力、竖直墙对弹簧的支持力，三者之和不为零，所以系统动量 不守恒。 五、应用动量守恒定律的解题步骤： （1）确定相互作用的系统为研究对象． （2）分析研究对象所受的外力． （3）判断系统是否符合动量守恒条件． （4）规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号． （5）根据动量守恒定律列式求解． 例 1.在列车编组站里，一辆 m1=1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1=2m/s 的速度运动，碰上一辆 m2=2.2× 104kg 的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后运动的速度。 解：规定碰撞前货车 的运动方向为正方向，有 v1=2m/s。设两车的共同速度为 v。两车碰撞前的动量为： 碰撞后的动量： 由动量守恒定律 p=p'： 例 2.一枚在空中飞行的火箭，质量为 m，在某点的速度为 v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成 两块(如图)，其中质量为 m1 的一块沿着与 v 相反的方向飞去，速度为 v1。求炸裂后另一块的速度 v2。 解 ： 火 箭 炸 裂 前 的 总 动 量 ： 炸 裂 后 的 总 动 量 ： 1 1 1 2 p' m m  v + m - v ( ) 由动量守恒定律 p=p'： 1 1 1 2 m m m v + m - v v ( )  1 1 2 1 m m m m    得： v v v 六、动量守恒定律的普适性 动量守恒定律是自然界最重要的最普遍的规律之一，它不仅适用于宏观系统，也适用于微观系统；不仅适用于低 速运动，也适用于高速运动。还适用于由任意多个物体组成的系统，以及各种性质的力之间。这一定律已成为人们认 识自然、改造自然的重要工具。 从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎是 违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。 七、课堂小结 动量守恒定律 内容 系统不受外力或所受外力的合力为零，这个系统的动量就保持不变

公式 pl+p2-p1'+p2 应用对象 物体系统 动量守恒 研究的系统不受外力或合外力为零，或满足系统所受外力远小于系统内力，或某方向上外 条件 力之和为零，在这个方向上成立 特点 动量是矢量，式中动量的确定一般取地球为参照物：同时性 八、里练习 1.如图所示 小车与木箱紧挨若静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用 力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是( A男孩和木箱组成的系统动量守恒 B小车与木箱组成的系统动量守恒 C男孩、 木箱 三者组成的系统动量守恒 D木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同 解析：由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒，A、B错误，C正确： 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，D错误.答案：C 2.如图，A、B两物体质量之比mA:mB=3:2,原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧 地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法正确的是( A若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒 B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒 C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒 A5058888B可 D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒 解析：如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后，A、B分别相 对于小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FA向右，FB向左由于mA:mB=3:2,所以fA:FB= 3:2,则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A选项错误：对A、B、C组成的系统， A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向上的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统自 动量守恒，B、D选项正确：若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统所受的外力之和为零，故其动 量守恒，C选项正确.答案：B、C、D 3如图所示，在光滑水平地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接A靠在墙壁上，用力F向左推B 使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态若突然撤去力F,则下列说法中正确的是( A木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 B.木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 C木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 D.木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不 守恒，但机械能守恒 解析：若突然撤去力F,木块A离开墙壁前，墙壁对木块A有作用力，所以A、B和 4哪日上 弹簧组成的系统动量不守恒，但由于A没有离开墙壁，墙壁对木块A不做功，所以A、B和弹簧组成的系统机 械能守恒，选项A错误，B正确：木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统所受合外力为零，所以系统动量 守恒且机械能守恒，选项C正确，D错误.答案：BC 九、教学反思 思维方法想象力，是解决问题的灵魂，是物理救学的根本：亲自实践，参加，体验，知识的发现过程是培 养学生能力的关健，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生物理素养的培养和 提高就成了镜中花，水中月！ 第4页共4页

第 4 页 共 4 页 公式 p1+p2=p1′+p2′ 应用对象 物体系统 动量守恒 条件 研究的系统不受外力或合外力为零，或满足系统所受外力远小于系统内力，或某方向上外 力之和为零，在这个方向上成立 特点 动量是矢量，式中动量的确定一般取地球为参照物；同时性 八、课堂练习 1.如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用 力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是（ ） A.男孩和木箱组成的系统动量守恒 B.小车与木箱组成的系统动量守恒 C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同 解析：由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒，A、B 错误，C 正确； 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，D 错误. 答案：C 2. 如图，A、B 两物体质量之比 mA∶mB＝3∶2，原来静止在平板小车 C 上，A、B 间有一根被压缩的弹簧， 地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法正确的是（ ） A.若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B 组成的系统动量守恒 B.若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C 组成的系统动量守恒 C.若 A、B 所受的摩擦力大小相等，A、B 组成的系统动量守恒 D.若 A、B 所受的摩擦力大小相等，A、B、C 组成的系统动量守恒 解析：如果 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后，A、B 分别相 对于小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力 FfA 向右，FfB 向左.由于 mA∶mB＝3∶2，所以 FfA∶FfB＝ 3∶2，则 A、B 组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A 选项错误；对 A、B、C 组成的系统， A、B 与 C 间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向上的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的 动量守恒，B、D 选项正确；若 A、B 所受摩擦力大小相等，则 A、B 组成的系统所受的外力之和为零，故其动 量守恒，C 选项正确. 答案：B、C、D 3.如图所示，在光滑水平地面上有 A、B 两个木块，A、B 之间用一轻弹簧连接.A 靠在墙壁上，用力 F 向左推 B 使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态.若突然撤去力 F，则下列说法中正确的是（ ） A.木块 A 离开墙壁前，A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 B.木块 A 离开墙壁前，A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 C.木块 A 离开墙壁后，A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 D.木块 A 离开墙壁后，A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 解析：若突然撤去力 F，木块 A 离开墙壁前，墙壁对木块 A 有作用力，所以 A、B 和 弹簧组成的系统动量不守恒，但由于 A 没有离开墙壁，墙壁对木块 A 不做功，所以 A、B 和弹簧组成的系统机 械能守恒，选项 A 错误，B 正确；木块 A 离开墙壁后，A、B 和弹簧组成的系统所受合外力为零，所以系统动量 守恒且机械能守恒，选项 C 正确，D 错误. 答案：BC 九、教学反思 思维方法,想象力，是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践，参加，体验，知识的发现过程是培 养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生物理素养的培养和 提高就成了镜中花，水中月！