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《动量守恒定律》教学设计

一、教材分析

（一）分析本节课在新教材中核心素养的体现。动量守恒定律既是本章的核心内容，也是整个高中物理的重点内容。在学生学习了动量、冲量和动量定理之后，以动量定理为基础，在探究碰撞过程中不变量的环节中，体现学习中的探究精神，强调物理学中“不变量”的思想，设置情景、问题与学生交流探讨，加深学生对知识的理解与掌握，发展对学科的兴趣与热情，培养学生的科学思维和科学探究能力。

（二）对比在必修与选择性必修中其他关联章节。动量守恒定律是高中物理阶段继牛顿运动定律、动能定理以及机械能守恒定律之后的又一重要的解决问题的基本工具。动量守恒定律对于宏观物体低速运动适用，对于微观物体高速运动同样适用；不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统。因此，动量守恒定律不仅在动力学领域有很大的应用，在日后的物理学领域如原子物理等方面都有着广泛的应用，是解决物理问题的几大主要方法之一。

二、学生分析

本节课之前学生已经理解了动量概念的生成以及动量定理的建构过程，建立起了冲量与动量变化之间的关系，但对系统内物体间的互相作用还没有认知和关联。本节课要求学生不但能用实验进行探究，还有能用所学的动量定理和牛顿运动定律关系式进行理论推导，对物体相互作用过程中系统的动量守恒加深理解；知道动量守恒定律的普适性；会用动量守恒定律分析解释物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一。

三、核心素养目标

科学思维：能够将实际问题中的对象和过程转化成物理模型，培养学生的模型建构能力。

物理概念：理解系统、内力、外力的概念，理解动量守恒定律及守恒条件，能运用动量守恒定律解决一维碰撞问题，了解动量守恒定律的普适性，发展相互作用观。

科学探究：引导学生经历科学探究过程，学会用动量定理和牛顿第三定律理论推导动量守恒定律，养成科学推理和科学论证的物理思维习惯。

科学态度与责任：能应用动量守恒定律解释生活现象，进一步加深对动量守恒定律的理解，培养学生的科学思维。

四、教学重点

通过两辆小车的碰撞实验，探究碰撞过程中的不变量，培养学生的科学探究能力。利用动量定理推导动量守恒，培养学生的模型建构能力。知道并理解动量守恒定律成立的条件，通过应用动量守恒定律解决生活中的问题，加深对动量守恒定律的理解。

五、教学难点

如何创造条件探究系统动量守恒，探究碰撞过程中的不变量，分析动量守恒的研究对象、研究过程和适用条件，对学生的科学思维和科学探究能力要求较高。六、学习方法观察法、实验探究法、讨论法、推理归纳法

七、教学过程

（一）情境导入：寻找那一抹中国红

教师活动：创设探究情境：北京冬奥会已经进入倒计时阶段，同学们知不知道本次冬奥会有几项新增项目？有一项是短道速滑男女混合接力，刚刚结束的短道速滑世界杯北京站中，中国队在此项目上夺得冠军。重温激动人心的时刻，播放2021短道速滑世界杯北京站混合接力2000米决赛：

学生活动：观看中国队夺冠图片。

◎设计意图：联系热点问题导入新课，激发学生探究的热情。观看中国队夺冠视频，强化学生的爱国热情和情怀，落实立德树人的根本任务，培养学生科学态度与责任素养。

教师活动：中国队能取得傲人的成绩，除了运动员强大的自身实力之外，完美科学的交接也是非常重要的，为了帮助运动员提升成绩，需要运用高科技手段帮助运动员科学训练，请再次重点观察运动员的交接环节。重放两名运动员交接环节

学生活动：重点观看运动员交接图片。

◎设计意图：重复播放交接环节视频，重点观察现象，强化运动过程以便于提炼物理模型。从实际出发，在熟悉的运动中找出新问题导入新课，起到对新知识内化的作用，培养学生科学思维的物理核心素养。

教师活动：动画模拟运动员交接

教师活动：提出任务：

(1)在完美的交接背后蕴含了什么样的物理规律？

(2)利用实验装置怎么模拟运动员交接情境？

学生活动：深度思考：如何根据运动情境建构物理模型进行研究帮助运动员科学训练。

◎设计意图：通过视频播放，设置研究情境提出任务。

引发学生深度思考。从运动员交接到动画模拟到实验仪器模拟，加强从情境中提炼模型的能力，能够将实际问题中的对象和过程转化成物理模型，培养学生的模型建构能力。

（二）新课教学

利用已有的实验装置模拟运动员交接时相互作用运动情况

1.项目一：探究碰撞中的物理量之间的规律

教师活动：继续以提炼出来的运动模型为例进行理论研究。

如图所示，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A、B，质量分别是m1和m2，沿同一直线向同一方向运动，当B追上A时发生碰撞，碰撞前A、B速度分别是v1和v2，碰撞后A、B的速度分别是v1和v2。碰撞过程中A受到B对它的作用力大小是F1，B所受A对它的作用力大小是F2。碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用Δt表示。

◎设计意图：研究模型始终以最初提炼追击碰撞为例，寻求理