中小学教育资源及组卷应用平台 1.3动量守恒定律 教学设计 一、核心素养目标 1.物理观念：理解动量守恒定律的内涵及适用条件，能准确表述定律内容；建立“系统”“内力”“外力”的物理模型，明确动量守恒的矢量性、瞬时性和普适性。 2.科学探究：通过“碰撞实验”“反冲实验”观察现象，提出猜想；结合实验数据和理论推导验证猜想，经历“现象—猜想—验证—结论”的探究过程，提升实验设计和数据分析能力。 3.科学思维：运用牛顿运动定律推导动量守恒定律，体会“从特殊到一般”的推理方法；能运用动量守恒定律分析碰撞、反冲等实际问题，培养模型建构和逻辑推理能力。 4.科学态度与责任：认识动量守恒定律在航天、工业等领域的应用价值，感受物理规律对技术发展的推动作用；培养严谨求实的科学态度和合作探究的意识。 二、教学重难点 1.教学重点：动量守恒定律的推导过程与核心内容；动量守恒定律的适用条件判断；运用动量守恒定律解决碰撞、反冲等典型问题。 2.教学难点：“系统”“内力”“外力”的准确界定；动量守恒定律矢量性的理解（含方向判断与运算）；复杂情境中（如多物体系统、含临界状态）动量守恒的应用。 三、教学过程 （一）情境导入，引发思考 生活情境：播放两段视频———冰面上两名同学相互推对方后，两人向相反方向运动；②火箭发射时，尾部喷出燃气，火箭向上飞行。提问：“冰面上的同学没有外力推动，为何会运动？火箭向上飞行的动力来自哪里？这类现象背后是否遵循某种共同的物理规律？” 旧知关联：回顾“动量”的概念（物体的质量与速度的乘积，矢量，方向与速度方向相同，表达式p=mv）和“冲量”的概念（力与作用时间的乘积，矢量，I=Ft），以及动量定理（合外力的冲量等于物体动量的变化量，I合=Δp）。 问题聚焦：引导学生思考“两个相互作用的物体，它们的动量变化之间存在什么关系？”从而引出本节课的探究主题———动量守恒定律。 （二）实验探究，提出猜想 实验一：弹性碰撞实验（利用气垫导轨） （1）实验装置：气垫导轨（消除摩擦力）、两个质量可测量的滑块A、B（分别安装遮光片）、光电计时器（测量滑块通过遮光片的时间，计算速度）。 （2）实验操作： ①使滑块A具有一定初速度v ，滑块B静止，让A与B发生弹性碰撞，记录碰撞前A的速度v ，碰撞后A的速度v '和B的速度v '； ②改变滑块质量（如在A上增加配重），重复上述实验，记录多组数据； ③交换A和B的初始状态（B运动，A静止），再次实验并记录数据。 （3）数据处理：让学生分组计算每组实验中“碰撞前系统总动量”（m v +m v ）和“碰撞后系统总动量”（m v '+m v '），填入表格。 （4）现象总结：各组数据均显示“碰撞前后系统总动量基本相等”（误差源于空气阻力和碰撞能量损失）。 实验二：完全非弹性碰撞实验（利用打点计时器） （1）实验装置：水平木板（铺砂纸模拟微小阻力）、小车A（带撞针）、小车B（带橡皮泥，静止）、打点计时器（连接小车A，记录运动轨迹）、天平（测小车质量）。 （2）实验操作：释放小车A，使其以初速度运动并与B碰撞，碰撞后A与B粘在一起共同运动，通过打点计时器纸带计算碰撞前后的速度。 （3）数据处理：计算碰撞前后系统总动量，发现即使存在微小阻力，系统总动量仍近似相等。 实验三：反冲运动实验（简易装置） （1）实验装置：放在水平桌面的小车上固定一个气球，气球充气后释放，观察小车的运动；用喷水枪向地面喷水，观察水枪的反冲现象。 （2）现象分析：气球喷出气体时，小车向相反方向运动；水枪喷水时，水枪后退。引导学生思考：“气体和小车组成的系统，喷水前总动量为零，喷水后气体有动量，小车有反向动量，总动量是否仍为零？” 提出猜想：在相互作用的物体组成的系统中，若不受外力 ... ...
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