2024-2025学年高中物理 第16章 动量守恒定律 1 实验：探究碰撞中的不变量教学实录 新人教版选修3-5

2024-2025学年高中物理第16章动量守恒定律1实验：探究碰撞中的不变量教学实录新人教版选修3-5科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年高中物理第16章动量守恒定律1实验：探究碰撞中的不变量教学实录新人教版选修3-5设计意图本节课通过实验探究碰撞中的不变量，帮助学生理解动量守恒定律，提高学生的实验操作能力和科学思维能力。结合新人教版选修3-5教材，通过实际操作，使学生深刻领会动量守恒定律在碰撞问题中的应用，为后续学习打下坚实基础。核心素养目标培养学生科学探究能力，通过实验设计、数据收集、分析和解释，使学生掌握动量守恒定律的基本原理。提升学生的逻辑思维和问题解决能力，使其能够在实际问题中运用动量守恒定律进行推理和计算。同时，增强学生的科学态度和价值观，认识到物理规律在自然界和工程技术中的应用价值。教学难点与重点1.教学重点，

①理解动量守恒定律的基本原理，并能应用于解决碰撞问题。

②掌握实验方法，通过实际操作验证动量守恒定律，包括实验设计、数据收集、处理和分析。

③学会运用动量守恒定律进行碰撞问题的定量计算，包括完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞。

2.教学难点，

①理解动量守恒定律在碰撞过程中的适用条件，包括系统内力与外力的关系。

②正确处理碰撞过程中的能量转换和损失，区分完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞。

③在实验中精确测量碰撞前后的速度和位移，以减少实验误差对结果的影响。

④将动量守恒定律应用于复杂碰撞问题，如多体碰撞和碰撞后的运动轨迹分析。教学方法与策略1.采用讲授法结合实验演示，首先讲解动量守恒定律的基本概念和原理，随后通过实验展示定律的实际应用。

2.设计小组合作实验，让学生分组进行碰撞实验，观察并记录数据，培养团队合作和实验操作技能。

3.使用多媒体教学，通过动画和视频展示碰撞过程，帮助学生直观理解动量守恒定律。

4.引入问题解决法，鼓励学生在实验后进行讨论，分析实验结果，提出改进方案。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：展示一系列日常生活中的碰撞现象图片，提问学生如何解释这些现象，引发学生对动量守恒定律的好奇心。

-回顾旧知：简要回顾牛顿第一定律和第二定律，引导学生回顾力、质量和加速度之间的关系。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：详细讲解动量守恒定律的定义、条件、表达式及其在碰撞问题中的应用。

-举例说明：通过几个简单的碰撞实例，如两球碰撞、子弹射入木块等，帮助学生理解动量守恒定律的应用。

-互动探究：组织学生进行小组讨论，提出问题并引导学生思考如何运用动量守恒定律解决实际问题。

3.实验探究（约30分钟）

-学生活动：将学生分成小组，每组准备一个实验装置，如碰撞小车实验器，进行实验操作。

-实验步骤：让学生观察并记录碰撞前后的速度、质量和位移等数据，分析实验结果是否符合动量守恒定律。

-教师指导：在实验过程中，教师巡回指导，解答学生疑问，确保实验顺利进行。

4.数据分析与讨论（约20分钟）

-学生活动：各小组整理实验数据，运用动量守恒定律进行计算，分析实验结果。

-教师指导：引导学生对实验结果进行讨论，分析误差来源，提出改进实验的方法。

-互动交流：各小组分享实验结果，讨论实验过程中的问题和心得，共同提高。

5.知识应用（约20分钟）

-学生活动：让学生独立完成几个动量守恒定律的应用题，巩固所学知识。

-教师指导：对学生的解答进行点评，纠正错误，强调解题思路和方法。

6.总结与反思（约5分钟）

-教师总结：回顾本节课的主要内容，强调动量守恒定律的重要性。

-学生反思：让学生谈谈自己在学习过程中的收获和体会，提出改进建议。

7.作业布置（约5分钟）

-布置课后作业，要求学生完成一定数量的动量守恒定律应用题，巩固所学知识。

-提醒学生注意作业的完成时间和提交方式。

教学过程中，教师应关注学生的个体差异，根据学生的实际情况调整教学内容和方法。同时，注重培养学生的科学探究能力和团队合作精神，提高学生的综合素质。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《物理学史上的碰撞：从伽利略到爱因斯坦》节选，介绍动量守恒定律的历史发展和科学家的研究历程。

-《动量守恒定律在现代科技中的应用》科普文章，探讨动量守恒定律在航天、工程和日常生活中的应用实例。

-《碰撞中的能量转换》专题文章，深入讲解碰撞过程中能量守恒和转换的原理。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学生可以尝试分析不同类型碰撞（如弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞）的能量损失情况。

-探究动量守恒定律在不同参考系中的应用，如非惯性参考系中的碰撞问题。

-研究动量守恒定律在多体碰撞系统中的应用，如多球碰撞问题。

-通过查阅资料，了解动量守恒定律在生物力学、化学动力学等领域的应用。

-设计一个简单的实验，验证动量守恒定律在不同条件下的适用性，如不同质量的物体碰撞、不同初速度的碰撞等。

-结合实际生活中的案例，如交通事故、体育比赛等，分析动量守恒定律的应用。

-通过小组讨论或个人研究报告的形式，分享学习心得和探究成果。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学法：在讲解动量守恒定律时，结合实际案例，如汽车碰撞、篮球比赛等，让学生更直观地理解物理规律在生活中的应用。

2.互动式教学：通过小组讨论、实验操作等方式，提高学生的参与度和互动性，让学生在探究中学习，培养他们的科学探究能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对动量守恒定律的理解不够深入：部分学生只停留在公式层面，未能理解定律背后的物理意义和适用条件。

2.实验操作技能有待提高：在实验探究环节，部分学生的实验操作不够规范，导致实验结果不准确。

3.课后作业反馈不及时：由于教学任务较重，课后作业的批改和反馈不够及时，影响了学生的学习效果。

反思改进措施（三）改进措施

1.深化理论讲解：在讲解动量守恒定律时，注重引导学生理解定律的物理背景和适用条件，通过提问、讨论等方式加深学生对知识的理解。

2.加强实验操作训练：在实验探究环节，教师应亲自示范，详细讲解实验步骤和注意事项，确保学生掌握实验操作技能。同时，对学生进行分组，让学生在实验中互相学习、互相监督。

3.及时反馈作业情况：课后，教师应及时批改作业，针对学生的错误进行讲解和纠正，确保学生能够及时掌握知识。此外，可以通过课堂提问、小组讨论等形式，检验学生对知识的掌握程度。

4.丰富教学方法：在教学中，可以适当增加多媒体教学手段，如动画、视频等，使教学内容更加生动形象。同时，结合实际问题，引导学生进行思考和探究，提高学生的综合应用能力。

5.加强与学生的沟通：在教学过程中，教师应关注学生的反馈，及时了解学生的学习状况和需求，调整教学策略，确保教学质量。此外，鼓励学生提出问题，激发他们的学习兴趣和求知欲。课后作业1.一辆质量为m1的汽车以速度v1向东行驶，与一辆质量为m2的汽车以速度v2向西行驶，两车发生完全非弹性碰撞后，两车以共同速度v一起行驶。求碰撞后的共同速度v。

解：根据动量守恒定律，碰撞前后系统的总动量不变，即

m1v1+m2v2=(m1+m2)v

解得：v=(m1v1+m2v2)/(m1+m2)

2.一个质量为m的物体以速度v0从静止开始沿水平面滑动，与一个质量为2m的静止物体发生完全弹性碰撞。求碰撞后两个物体的速度。

解：根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有

mv0=mv1+2mv2

1/2*mv0^2=1/2*mv1^2+1/2*2mv2^2

解得：v1=v0/3，v2=2v0/3

3.一颗质量为m的子弹以速度v0水平射入一个质量为M的静止木块中，子弹射入木块后与木块一起运动。若子弹在木块中穿行的距离为d，求木块获得的最终速度。

解：根据动量守恒定律，有

mv0=(m+M)v

子弹在木块中穿行时，木块受到的摩擦力f=μmg，其中μ为动摩擦系数，g为重力加速度。

根据动能定理，有

fd=1/2*Mv^2

联立上述方程，解得：v=(2μmgd)/(m+M)

4.两个质量分别为m1和m2的物体，分别以速度v1和v2沿同一直线相向而行，发生完全非弹性碰撞后，两物体以共同速度v一起运动。求碰撞前的速度v1和v2。

解：根据动量守恒定律，有

m1v1+m2v2=(m1+m2)v

由于是完全非弹性碰撞，碰撞后两物体的速度相等，即v1=v2=v

解得：v1=(m1+m2)v/m1，v2=(m1+m2)v/m2

5.一辆质量为m的汽车以速度v1向东行驶，另一辆质量为2m的汽车以速度v2向西行驶，两车发生完全弹性碰撞后，两车以共同速度v一起行驶。求碰撞后的共同速度v。

解：根据动量守恒定律，有

mv1-2mv2=(m+2m)v

解得：v=(mv1-2mv2)/3m内容逻辑关系①本文重点知识点：

-动量守恒定律的定义

-动量守恒定律的适用条件