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(干货)高中物理必修课:动量守恒定律的应用

更新时间:2024-02-28 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

1 全章概述xoL物理好资源网(原物理ok网)

高中物理必修课中的力学和电学内容为学生初步形成对物质、运动与相互作用、能量概念的理解奠定了重要基础。 应该说,教材对于学生形成“运动与互动观”有着重要的作用。 有一个比较完整的设计。 本章中的动量设计和动量守恒定律也将帮助学生进一步形成运动和相互作用的概念。 动量普遍知识和动量守恒定律在高中物理教学中占有重要地位。xoL物理好资源网(原物理ok网)

从章节结构设计来看,本章结构设计较以往教材有所调整。 在强调知识转移的同时,其核心是强调物理学中的“守恒思想”。 教材编写的逻辑线索如下。xoL物理好资源网(原物理ok网)

寻求碰撞中的不变量(实验基础)xoL物理好资源网(原物理ok网)

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mv有特殊含义(引入动量概念)xoL物理好资源网(原物理ok网)

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动量定理(科学演绎推理)xoL物理好资源网(原物理ok网)

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动量守恒定律(从动量的角度理解相互作用)xoL物理好资源网(原物理ok网)

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指出动量守恒定律的普遍性xoL物理好资源网(原物理ok网)

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动量守恒定律的应用xoL物理好资源网(原物理ok网)

本章共有6节知识内容,大致可分为三个单元。 第一单元包括第一节和第二节,即“动量”和“动量定理”。 本部分重点介绍动量的概念,引导学生理解冲量、动量和动量定理,并能够用它们解释生产和生活中的相关现象; 第一章第二单元包括第三节和第四节,即“动量守恒定律”和“实验:验证动量守恒定律”。 本部分重点介绍动量守恒定律的建立过程,并要求学生用它来解释生产、生活中的相关现象; 第二节 第三单元包括第五节和第六节,即“弹性碰撞与非弹性碰撞”和“反冲火箭”。 这部分内容是从动量守恒定律的应用角度展开的。xoL物理好资源网(原物理ok网)

1.1 物理概念xoL物理好资源网(原物理ok网)

本章中的动量及其守恒定律是围绕形成运动和相互作用概念的线索而设计的。 该内容也是学生形成运动和互动概念的基础。 教材帮助学生形成这一物理概念的方法主要体现在章节结构的设计上。 上述教材所写的逻辑线索所体现的章节结构特点,可以使学生有效地运用“动量”的概念来理解“互动”。xoL物理好资源网(原物理ok网)

1.2 科学思维xoL物理好资源网(原物理ok网)

在中学物理教学中,如何引入动量的概念是一个需要研究的问题。 在处理这个问题时,本章不仅仅关心它的定义,更关心的是指导学生以“寻找碰撞中的不变量”为题进行实验设计,深化动量概念的形成过程。 同时,教材以动量概念的建立过程为例,通过“科学方法”栏目给出“抽象与概括”的科学方法问题。 任何科学概念的形成和规律的建立都不能简单地拼凑在一起。 它需要严格的科学归纳、推理和论证。xoL物理好资源网(原物理ok网)

1.3 科学探究xoL物理好资源网(原物理ok网)

科学探究素养的培养必须不失任何机会。 本章教材虽然没有以“探索”二字呈现探索性实验,但科学探究思想的渗透却贯穿于章节的设计之中。 图1框图所示的设计思路可以体现教材如何引导学生进行科学探究过程,完成动量守恒定律的学习。xoL物理好资源网(原物理ok网)

1. 4 科学态度和责任xoL物理好资源网(原物理ok网)

本章教材的设计力求使学生能够运用动量守恒定律解释生产生活中的相关现象,加深对科学本质的认识,增强社会责任感。 例如,《STSE》栏目中的《汽车碰撞测试》和《科学漫步》栏目、《运动测量的历史争论》以及第5、6版块的设计,注重科学态度和责任感的核心素养培养。xoL物理好资源网(原物理ok网)

2 具体说明xoL物理好资源网(原物理ok网)

2. 1 第 1 节势头xoL物理好资源网(原物理ok网)

本节设计从观察“问题”栏目中的实验现象(两个相同钢球的碰撞)开始,进而讨论问题。 在此基础上,设计了与上述实验相对应的条件的演示实验,即“质”“不同球的碰撞”问题,引导学生进一步寻求碰撞中的“不变量”。 这样处理的目的一方面是为动量概念的引入提供实验基础; 另一方面,引导学生亲身体验、体会科学探究的过程。 需要注意的是,学生在观察实验现象的过程中,发现问题并引发猜想,认识自然的和谐统一。xoL物理好资源网(原物理ok网)

本章教材并没有详细阐述动量概念形成的历史过程,而是以旁注的形式给出:“物理学家总是在寻求自然界万物运动的规律,包括寻找某些不断变化的世界中的不变量。” . 此外,关于保护的思维方法对于学生来说并不陌生。 他们在高中物理必修课中已经学过《机械能守恒定律》、《电荷守恒定律》、《能量守恒定律》等。 他们对教材设计的“寻求碰撞”感兴趣。 你会对“方程中的不变量”的要求有更深入的理解,在此基础上,动量概念的引入就会变得自然合理。xoL物理好资源网(原物理ok网)

不过,应该明确的是动量守恒定律的实例分析,课本上设计的寻求碰撞的“不变量”并不是“守恒量”,但“不变量”的结果会给我们一个强烈的提示:两个之间很可能存在“守恒”。碰撞过程中的物体。 “数量”,这个猜测是有实验依据的。 在教学中,要引导学生认识到规律的成立不能简单地得出结论。 只有当结论推导出来的许多新结果与事实相符时,它才能成为法律。 学生虽然无法独立完成这一过程,但通过亲身体验、发现问题、猜想、挖掘证据来探索“不变量”的过程,具有非常重要的教育价值。xoL物理好资源网(原物理ok网)

另外,需要引导学生注意动量是一个向量,对此必须有一个清晰的认识。 这又涉及到理解向量运算的问题。xoL物理好资源网(原物理ok网)

2.2 第2节动量定理xoL物理好资源网(原物理ok网)

教科书从物体在恒力作用下以匀速直线运动的情况推导出动量定理。 这是科学方法从特殊概括到普遍的应用。 动量定理不仅适用于常力,也适用于变力。 正是因为它们适用于可变力,所以它们具有广泛的应用。 但由于理论推导较困难,所以在中学阶段要求不宜太高。 教科书使用积分的思想(已渗透到必修物理课程中)来提供定性解释。xoL物理好资源网(原物理ok网)

我们从课本上动量定理的推导过程可以看出,物体动量的变化率等于它所受到的力。 这说明动量定理的物理本质与牛顿第二定律是相同的。 引导学生尝试用动量的概念来表示牛顿第二定律,这将有助于学生更深入地理解动量的概念以及描述运动与相互作用关系的问题。xoL物理好资源网(原物理ok网)

2.3 动量守恒定律第三节xoL物理好资源网(原物理ok网)

本章教材利用动量定理和牛顿第三定律动量守恒定律的实例分析,用科学的推导方法推导出动量守恒定律。 教材引导学生在理解动量和动量定理的基础上,介绍系统、内力、外力的概念。 为了使学生深入理解动量守恒定律以及运动与相互作用的关系,教材将动量守恒定律与牛顿运动定律紧密结合起来,并通过实例揭示了牛顿运动定律反映了相互作用从“力”的角度来看,物体之间。 动量守恒定律从“动量”的角度描述了物体之间相互作用的本质。xoL物理好资源网(原物理ok网)

动量守恒定律不仅适用于碰撞,也适用于任何形式的相互作用。 动量守恒定律的普遍性为学生深入理解自然的和谐统一提供了很好的范例。 同时,它也开辟了解决机械问题的新途径。 教材通过实例展示了动量守恒定律在解决碰撞问题中的优势。xoL物理好资源网(原物理ok网)

2. 4 第四节实验:验证动量守恒定律xoL物理好资源网(原物理ok网)

本部分教材重点对“实验思路”、“物理量测量”和“数据分析”进行设计,指导学生选择实验方案进行实验操作。 本节给出了“滑块碰撞气垫导轨时动量守恒的研究”和“滑槽末端小球碰撞时动量守恒的研究”两个参考案例来验证势头。 在本节实验中,应引导学生认识到验证性实验是实验的一种重要形式,是科学探究的有效方式。 教科书力求在参考案例等验证性实验中展现科学探究精神的渗透。 需要设计方法来获取多重相关证据等。本节的验证性实验应在科学探究素养培养的整个章节中考虑。xoL物理好资源网(原物理ok网)

2. 5 第5节 弹性碰撞与非弹性碰撞xoL物理好资源网(原物理ok网)

本部分目的不是为了让学生提高对碰撞知识的理解,而是以碰撞知识为载体,将科学思维和科学探究的要素深入细致地落实到学科核心能力中,运用碰撞规律。真实和典型情况下的动量守恒。xoL物理好资源网(原物理ok网)

教师应关注学生能否灵活运用动量守恒定律和机械能守恒定律解决典型的碰撞问题。 事实上,没有必要记住本练习课所使用的练习的结论,也不应该让学生以这些结论作为解决新问题的前提。xoL物理好资源网(原物理ok网)

教材在得到两个小球碰撞后速度的关系后,在三种特殊情况下讨论了两个小球碰撞后速度的关系:m1=m2、m1≥m2、m1≤m2。 目的是向老师和学生传达一个信息:通过公式,我们可以看到不同物理量之间的依赖关系以及某些物理量的变化趋势,从中可以得出许多定性的结论。 这种能力对于学生学好物理课程非常重要。xoL物理好资源网(原物理ok网)

本课为学生创造了一个真实的情境来体验科学探究的过程。 学生们通过生活经历,已经对这类碰撞的结果有了自己的期待。 运用物理知识、数学知识进行分析后,看结论是否与生活经验相符。 这是在探索问题的过程中获取“证据”并分析问题。 给出合理的“解释”。xoL物理好资源网(原物理ok网)

2. 6节6反冲运动火箭弹xoL物理好资源网(原物理ok网)

本节的设计从如何解释“问题”栏目中章鱼的游动开始,进而引出围绕发射炮弹的炮体后退现象的后坐运动。 教材引导学生应用动量守恒定律来解释反冲运动。 同时,教材通过生产生活中的实例介绍反冲运动,通过演示实验加深对反冲运动的理解,最后介绍火箭的飞行原理。xoL物理好资源网(原物理ok网)

教材的“思考与讨论”栏目旨在指导学生根据动量守恒定律完成书中的推导,并从理论上讲清楚:火箭最终获得的速度主要取决于两个条件,一是喷射速度,二是质量比,即火箭起飞时的质量与燃料燃尽时的质量之比。 喷射速度越大,质量比越大,火箭的最终速度也越大(忽略重力的影响)。xoL物理好资源网(原物理ok网)

最后,教材以“科学漫步”栏目的形式介绍了“三级火箭”的内容,要求在进一步介绍我国航空航天进步的同时拓展火箭知识,激发学生的爱国热情。热情。xoL物理好资源网(原物理ok网)

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