全册核心素养教案

第一章 动量守恒定律

1.动量

2.动量定理

3.动量守恒定律

4.实验：验证动量守恒定律

5.弹性碰撞和非弹性碰撞

6.反冲现象 火箭

第一章 动量守恒定律 核心素养教案

一、本章课时安排（共12课时）

1.动量：2课时

2.动量定理：2课时

3.动量守恒定律：2课时

4.实验：验证动量守恒定律：2课时

5.弹性碰撞和非弹性碰撞：2课时

6.反冲现象 火箭：1课时

7.本章复习与提升：1课时

二、核心素养目标

1.物理观念：理解动量、冲量的概念及矢量性，掌握动量定理、动量守恒定律的内涵及适用条件，能解释碰撞、反冲等现象中的动量变化规律。

2.科学思维：通过实验探究碰撞中的不变量，运用矢量运算分析动量变化，构建动量守恒的模型，能运用定律解决实际问题。

3.科学探究与创新意识：完成“验证动量守恒定律”实验，设计实验方案、处理数据、分析误差，培养实验探究能力。

4.科学态度与社会责任：认识动量守恒定律的普适性，了解其在火箭发射、航天技术等领域的应用，体会物理学对科技发展的推动作用。

三、分课时详细教学过程

第1课时：动量（第一课时）

教学目标

1.通过实验观察碰撞现象，提出“碰撞中不变量”的猜想。

2.理解动量的定义、表达式及单位，明确动量的矢量性。

教学重难点

•重点：动量的定义及矢量性。

•难点：理解动量是描述物体运动状态的物理量，区分动量与动能。

教学过程

1.情境导入（5分钟）展示台球碰撞、钢球摆动碰撞的实验视频，提问：“台球碰撞后，原来运动的球静止，静止的球运动；质量不同的钢球碰撞后，速度变化不同，碰撞中是否存在某个不变的物理量？”引导学生观察现象，提出猜想：可能与质量和速度的乘积有关。

2.探究新知（25分钟）

￮实验分析：寻找碰撞中的不变量展示教材中“质量不同小球的碰撞”和“两辆小车的碰撞”实验，引导学生分析数据：① 钢球A碰撞静止的钢球B，碰撞后A静止、B获得与A原来大小相近的速度，推测“质量×速度”可能不变。② 质量大的C球碰撞质量小的B球，B的速度大于C原来的速度，速度之和不相等，但“质量×速度”之和可能不变。③ 展示小车碰撞实验数据，让学生计算碰撞前后“mv”之和，发现其基本不变，引出动量的概念。

•动量的定义明确：物理学中把质量和速度的乘积叫做动量，用符号p表示，表达式为。强调：① 单位：千克·米每秒（kg·m/s）；② 矢量性：动量的方向与速度方向相同，遵循矢量运算规则。

•动量与动能的初步区分提问：“动量和动能都是描述物体运动的物理量，它们有什么不同？”引导学生从定义式、矢量性、物理意义入手区分：动量是矢量，描述物体“运动的多少”（与冲量相关）；动能是标量，描述物体“运动的能量”（与功相关）。

3.课堂练习（10分钟）例题：一个质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，求其动量大小和方向。若钢球被墙壁弹回，以6m/s的速度水平向左运动，动量又为多少？学生独立计算，教师强调矢量性的处理（规定正方向，用正负表示方向）。

4.课堂小结（5分钟）梳理本节课核心：碰撞中的不变量→动量的定义、单位、矢量性→动量与动能的区别。

板书设计

1.碰撞现象：寻找不变量

2.动量

￮定义：

￮单位：kg·m/s

￮矢量性：方向与速度方向相同

3.动量与动能的初步区分

第1课时：动量（第二课时）

教学目标

1.掌握动量变化量的计算方法。

2.能结合实例分析动量的矢量运算。

教学重难点

•重点：动量变化量的计算。

•难点：矢量方向的处理及动量变化量的矢量运算。

教学过程

1.复习回顾（5分钟）提问：“动量的定义和矢量性是什么？”“如何描述矢量的方向？”学生回答后，强调：分析动量问题时，需先规定正方向，用正负值表示动量的方向。

2.探究新知（25分钟）

￮动量变化量的定义明确：动量变化量等于末动量减去初动量，即。强调：动量变化量是矢量，其方向由初动量和末动量的矢量差决定。

•动量变化量的计算示例讲解教材例题：钢球质量0.1kg，向右运动速度6m/s，撞墙后向左运动速度6m/s，求动量变化量。步骤：① 规定水平向右为正方向；② 计算初动量；③ 计算末动量；④ 计算变化量，负号表示方向水平向左。

•针对性练习给出情境：质量为2kg的物体，速度由3m/s向东变为3m/s向西，求动量变化量。学生独立计算，教师巡视指导，强调正方向的规定和矢量运算规则。

3.实验体验（10分钟）开展“投接气球”实验：让学生分别投接充气和放气的气球，感受“质量×速度”不同带来的冲击差异，体会动量的物理意义。提问：“相同速度下，质量大的气球（充气）投来，手感冲击更大，说明动量与质量和速度都有关，进一步验证动量的定义。”

4.课堂小结（5分钟）梳理：动量变化量的计算步骤→规定正方向→计算初末动量→矢量减法求变化量。

板书设计

1.动量变化量

￮定义：

￮矢量性：方向由初末动量差决定

2.计算步骤① 规定正方向；② 求初末动量；③ 计算变化量

3.实验体验：投接气球，感受动量

第2课时：动量定理（第一课时）

教学目标

1.推导动量定理的表达式，理解冲量的概念。

2.明确动量定理的内涵，知道合外力的冲量等于动量变化量。

教学重难点

•重点：动量定理的推导及表达式。

•难点：理解冲量的物理意义，区分冲量与功。

教学过程

1.情境导入（5分钟）提问：“为什么从高处落下的玻璃杯，掉在水泥地上会破碎，掉在地毯上不会？”“船靠岸时悬挂旧轮胎，目的是什么？”引导学生思考：碰撞时间不同，作用力不同，引出“力的作用时间对动量变化的影响”。

2.推导新知（25分钟）

￮冲量的概念提出：力对物体的作用有持续时间，引入“冲量”描述力的时间累积效应。定义：力与作用时间的乘积叫做冲量，用符号I表示，表达式为，单位：牛·秒（N·s），矢量性：冲量方向与力的方向相同。

•动量定理的推导引导学生结合牛顿第二定律推导：① 由牛顿第二定律，加速度；② 代入得，整理得；③ 结合冲量和动量的定义，得出动量定理：，即合外力的冲量等于物体动量的变化量。

•动量定理的理解强调：① 合外力的冲量是动量变化的原因；② 矢量性：冲量方向与动量变化量方向相同；③ 适用于恒力和变力（变力时F为平均作用力）。

3.例题分析（10分钟）讲解教材例题：垒球质量0.18kg，以25m/s水平飞向球棒，被击后以45m/s反向飞回，作用时间0.002s，求球棒对垒球的平均作用力。步骤：① 规定初速度方向为正方向；② 计算初动量，末动量；③ 由动量定理，代入数据得，负号表示力的方向与初速度方向相反，大小为6300N。

4.课堂小结（5分钟）梳理：冲量的定义→动量定理的推导→动量定理的理解与应用。

板书设计

1.冲量

￮定义：

￮单位：N·s，矢量性（与力同向）

2.动量定理

￮推导：由和得出

￮表达式：（）

￮意义：合外力的冲量等于动量变化量

第2课时：动量定理（第二课时）

教学目标

1.运用动量定理解释生活中的现象。

2.掌握动量定理的综合应用，解决相关问题。

教学重难点

•重点：动量定理的应用。

•难点：利用动量定理分析变力问题，理解“动量变化一定时，作用力与作用时间成反比”。

教学过程

1.复习回顾（5分钟）提问：“动量定理的内容和表达式是什么？冲量的矢量性如何体现？”学生回答后，强调：动量定理是矢量方程，应用时需注意方向的处理。

2.动量定理的应用（25分钟）

￮解释生活现象结合导入问题，引导学生用动量定理分析：① 玻璃杯掉在水泥地上，作用时间短，根据，动量变化一定时，作用力大，杯子破碎；掉在地毯上，作用时间长，作用力小，杯子完好。② 船靠岸时挂旧轮胎，轮胎弹性延长作用时间，减小船与码头间的作用力，避免碰撞损坏。补充：易碎物品包装用泡沫、跳高运动员落在软垫上，都是利用“延长作用时间减小作用力”的原理。

•综合例题解析例题：质量为2kg的物体在合力F作用下从静止开始运动，F随时间t变化的图像如图所示，求t=2s时物体的动量大小。分析：合力的冲量等于F-t图像与时间轴围成的面积，t=2s时，冲量，由动量定理，初动量为0，故t=2s时动量。

3.课堂练习（10分钟）练习：用0.5kg的铁锤钉钉子，打击前速度4m/s，打击后速度为0，打击时间0.01s，不计重力，求铁锤对钉子的平均作用力。学生独立完成，教师点评，强调：动量变化量的计算的方向处理，以及平均作用力的求解。

4.课堂小结（5分钟）总结：动量定理的两大应用→解释现象（延长/缩短作用时间改变作用力）→定量计算（求冲量、动量变化、平均作用力）。

板书设计

1.动量定理的应用

￮解释现象：一定时，与成反比（延长时间减小力，缩短时间增大力）

￮定量计算：求冲量、动量变化、平均作用力

2.注意事项

￮矢量性：规定正方向，用正负表示方向

￮变力问题：F为平均作用力，冲量为F-t图像面积

第3课时：动量守恒定律（第一课时）

教学目标

1.推导动量守恒定律的表达式，明确其适用条件。

2.理解系统、内力、外力的概念。

教学重难点

•重点：动量守恒定律的推导及适用条件。

•难点：区分内力和外力，理解“系统不受外力或合外力为零”的条件。

教学过程

1.情境导入（5分钟）回顾上节课小车碰撞实验，提问：“两辆小车组成的系统，碰撞前后动量之和不变，这个系统的受力情况有什么特点？”引导学生分析：小车受重力、支持力（平衡力）和摩擦力（可忽略），合外力为零，引出系统、内力、外力的概念。

2.探究新知（25分钟）

￮系统、内力、外力的定义明确：① 系统：相互作用的物体组成的整体（如碰撞的两辆小车）；② 内力：系统内物体间的相互作用力（如小车间的碰撞力）；③ 外力：系统外物体对系统内物体的作用力（如重力、支持力）。

•动量守恒定律的推导以两个物体的碰撞为例推导：① 设系统内物体A、B的质量分别为、，碰撞前速度为、，碰撞后为、；② 对A：内力的冲量；③ 对B：内力的冲量；④ 由牛顿第三定律，联立得。

动量守恒定律的内容总结：如果一个系统不受外力，或者所受外