1.4 实验： 验证动量守恒定律
教学设计
备课人 学科 物理
课题 1.4 实验： 验证动量守恒定律
教学内容分析 教材在第1节通过教师演示实验引导学生寻求碰撞中的不变量，后面又通过理论推导得出了动量守恒定律。学生通过必修课程的学习，已经储备了丰富的运动与相互作用关系的知识，初步形成了运动与相互作用观和能量观。本节主要是引导学生在初步掌握动量守恒定律的基础上，利用已有的知识进行实验设计、实验观察和数据分析。本节的重点应放在实验方案设计和实验数据分析上。
学情分析 学生学习了动量守恒定律，熟悉在各种情境下运用动量守恒定律解决问题，知道动量守恒定律的条件，这些知识帮助学生分析动量是否守恒，为学生设计实验方案提供启发。学生独立设计实验方案能力较差，对实验方案缺乏全面分析，实验操作、数据获取、数据处理能力有待进一步提升。
教学目标 1.能依据已有知识合理设计实验方案。
2.能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。
3.能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论。
4.坚持实事求是，在合作中既能坚持观，点又能修正错误。
教学重难点 1.教学重点：分析处理实验数据，根据实验数据验证动量守恒定律。
2.教学难点：设计验证动量守恒定律的实验方案。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 提出问题：
1.系统动量守恒的条件是什么？
对学生回答的条件进行标记总结，帮助学生理解。
学生回答动量守恒定律的条件：
(1)系统不受外力；
(2)系统受到外力，但外力的合力为零；
(3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力，外力
在回顾知识的基础上引导学生深入思考，这样过度顺利，也能顺利搭建学生知识体系。
提出问题：
2.系统满足动量守恒定律的公式是什么？
引导学生思考：上一节课我们分别通过动量定理和牛顿运动定律两个不同的角度，理论上证明了动量守恒定律，那么我们如何通过实验来加以验证呢？ 相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；
实验：验证动量守恒定律 【学习目标】
1．通过实验原理和思路的探究，会用实验装置测速度或用其他物理量表示物体的速度大小。
2．通过探究设计多种试验方案，验证在系统不受外力的作用时，系统内物体相互作用时总动量守恒。
【学习重难点】
重点：能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。
难点：学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论
【课前导学】
在一维正碰中，测出相碰的两物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1′、v2′，算出碰撞前的动量p=___________及碰撞后的动量p′=___________，看碰撞前、后___________是否相等。
【任务一】实验方案及实验过程
方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞
例1、某实验小组采用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在水平桌面上放置气垫导轨，导轨上安装光电计时器1和光电计时器2，带有遮光片的滑块A、B的质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：
①调节气垫导轨成水平状态；
②轻推滑块A，测得滑块A通过光电计时器1的遮光时间为t1；
③滑块A与滑块B相碰后，滑块B和滑块A先后经过光电计时器2的遮光时间分别为t2和t3。
（1）实验中为确保两滑块碰撞后滑块A不反向运动，则mA、mB应满足的关系为mA ___________（填“大于”“等于”或“小于”）mB。
（2）利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为_________________________
方案二：利用等长摆球实现一维碰撞，如图所示。
例2、．用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒，现有质量相等的a、b两个小球用等长的、不可伸长的细线悬挂起来，b球静止，拉起a球由静止释放，在最低点a、b两球发生正碰，碰后a球速度为零，完成以下问题：
(1)实验中必须测量的物理量有________．
第2讲 动量守恒定律及应用 目标要求 1.理解系统动量守恒的条件.2.会应用动量守恒定律解决基本问题.3.会用动量守恒观点分析爆炸、反冲运动和人船模型.4.理解碰撞的种类及其遵循的规律．
考点一 动量守恒定律的理解和基本应用
1．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．
2．表达式
(1)p＝p′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量．
(2)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的变化量等大反向．
1．只要系统所受合外力做功为0，系统动量就守恒．( × )
2．系统的动量不变是指系统的动量大小和方向都不变．( √ )
3．若物体相互作用时动量守恒，则机械能一定守恒．( × )
4．动量守恒定律的表达式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，一定是矢量式，应用时要规定正方向，且其中的速度必须相对同一个参考系．( √ )
1．适用条件
(1)理想守恒：不受外力或所受外力的合力为零．
(2)近似守恒：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力．
(3)某一方向守恒：如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统在这一方向上动量守恒．
2．动量守恒定律的五个特性
矢量性 动量守恒定律的表达式为矢量方程，解题应选取统一的正方向
相对性 各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(一般是相对于地面)
同时性 动量是一个瞬时量，表达式中的p1、p2、…应是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1′、p2′、…应是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量
系统性 研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统 普适性 动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统
考向1 系统动量守恒的判断
例1 (2021·全国乙卷·14)如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦．用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动．在地面参考系(可视为惯性系)中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统( )
人教版高中物理选择性必修1第1章第4节实验：验证动量守恒定律教学设计
课题 实验：验证动量守恒定律 单元 1 学科 物理 年级 高二
教材分析 教材在第1节通过教师演示实验引导学生寻求碰撞中的不变量，后面又通过理论推导得出了动量守恒定律。学生通过必修课程的学习，已经储备了丰富的运动与相互作用关系的知识，初步形成了运动与相互作用观和能量观。本节主要是引导学生在初步掌握动量守恒定律的基础上，利用已有的知识进行实验设计、实验观察和数据分析。本节的重点应放在实验方案设计和实验数据分析上。
教学目标与核心素养 1、能依据已有知识合理设计实验方案。
2、能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。
3、能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论。
4、坚持实事求是，在合作中既能坚持观点又能修正错误。
物理观念：通过实验用不同的方法探究碰童中的动量守恒.
科学思维：领会探究碰童动量守恒的基
科学探究：能利用已有知识设计实验方案，完成对动量守恒定律的验证。
科学态度与价值观：通过实验得到一维碰童中的动量守恒定律的表达式，体会物理学中的科学探究精神。培养实事求是的科学态度。
重点 能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。
难点 学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 碰撞：物体之间在极短时间内的相互作用。
思考：1. 碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？
2. 如果有，这个量会是什么？
思考动量守恒定律。
回忆碰撞中动量守恒的情景。
引导学生回忆动量守恒定律，引出新课。
讲授新课 最简单的碰撞情况 — 两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞。如下图所示：
了解一维碰撞的情景。
为下一步更好的完成实验操
方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
