原卢莎莎聂新明等人。 物理与工程
概括
大学物理是高等学校理工科教学体系中的一门基础课程。 具有受众面广、基础雄厚的特点。 将思想政治元素融入大学物理教学，有利于推进立德树人根本任务的落实。 本研究以大学物理中的“动量守恒定律”为案例进行思想政治教学实践。 在教学中，我们注重培养学生的物理思维，进一步从物理的角度理解物体之间的相互作用。 理解“定理”和“定律”的区别和联系。 以我国航天事业和火箭的发展为例，介绍动量守恒原理的应用，激发学习兴趣，提高学生的家国意识和科技报国的使命感。 同时强调动量守恒定律的普遍性动量守恒定律的应用，并以核衰变为例介绍其在科技前沿的应用，培养学生勇敢攀登科学技术高峰的责任感和使命感。科学。 将显性知识传递与隐性价值引导有机统一，实现专业教育与思想政治教育的融合。
关键词：思想政治课； 大学物理； 动量守恒定律； 科学技术前沿
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可以和法律。 中国和作为一个国家，我们。 中国的和作为一个，本文的，'在，和'的与和和他们的。
同时，它的规律，并以衰败作为其在其中的一种，从而达到‘感’和攀登‘高峰’的目的。 对 和 具有价值。
2020年5月28日，教育部印发《高等学校思想政治课程建设指导纲要》教高[2020]3号。文件明确提出：将思想政治教育贯穿于全过程健全人才培养体系，全面推进高校思想政治课程建设，充分发挥各课程的育人作用，提高高校人才培养质量[1]。
大学物理是所有理工科本科专业的必修基础课或专业基础课。 它很基础，并且有广泛的受众。 本课程旨在通过分析自然界存在的现象来推导物理定律，涵盖力学、热、电磁、光学和原子物理[2]。 这种教学内容的丰富性与思想政治教育渗透生活的理念是一致的。 大学物理作为一门基础课程，为培养学生科学思维方法、发展探究能力提供了有效途径[3]。 因此，深入挖掘大学物理中的思想政治要素，并将其与教学有机结合，将进一步提高德育的实效性[4-6]。
动量守恒定律是粒子系统动量定理的推广和应用。 是所学物理知识与实际应用紧密结合的典型范例，有助于提高学生学以致用的能力。 此外，动量守恒定律也是物理学中一条既适用于宏观物理又适用于微观物理的物理定律，对于物理思维的培养具有重要意义。 将动量守恒定律融入教学过程，将极大促进科技进步，激励学生科技报国。
1 教学目标
1.1 知识和技能目标
1）了解粒子系统的内力和外力，掌握动量守恒原理。
2）了解动量守恒定律成立的条件。
3）掌握利用动量守恒定律分析力学问题的思想和方法。
1.2 课程思想政治目标
1）培养社会责任感，激发科技报国意识。
2）加强物理思维方法训练。
2.《动量守恒定律》课程思政教学过程
2.1 温习知识，温故知新
通过上节课的学习，学生掌握了粒子和粒子系统的动量定理。 通过回顾，再次明确了物质、粒子系统、内力、外力的概念。 特别是明确了定理的适用范围和注意事项。 定理是已被证明在逻辑约束下正确的陈述。 因此，定理一般都有限定条件。 粒子和粒子系统动量定理的共同条件是它们仅适用于惯性系统。 这里强调物理定理的特点，培养学生的物理思维，即“讲定理时，要讲前提”。
2.2 引入问题激发兴趣
通过播放“天河”核心舱成功发射的新闻和视频，启发学生观察和思考核心舱如何“上天”[7]。 让学生认识到运载火箭的重要性。 我进一步问火箭发射的基本原理是什么，我们是否可以用我们现有的知识来回答它。 这种启发式的问题引入，可以让学生获得循序渐进、抽丝剥茧学习的乐趣。
2.3 动量定理和粒子系统动量守恒定律
接手问题导入，让学生继续观察和研究粒子系统的动量定理[8]
即作用在系统上的净外力的冲量等于系统动量的增量。 请学生分组思考：关于粒子系统动量定理的一个特例，即如果粒子系统上的合外力F ex = 0，此时会得出什么结论？ 这个问题实际上是粒子系统动量定理的一个应用。 学生很容易得到：如果粒子系统上的净外力F ex = 0，则系统总动量不变，最终动量等于初始动量。 这就是本课的重点：动量守恒定律，其表达式为[8]
如果 F ex = 0，则 p = C (2)
即在一定时间内，如果粒子系统所受的外力矢量和自始至终保持为零，则该时间内粒子系统的动量守恒。 此外，激发学生思考定理和定律之间的差异和联系。 定理通常基于假设并通过推理和证明获得。 该定理本质上是严格的，不可能包含逻辑矛盾。 定律更像是一种理论模型，用于描述特定情况和尺度下的现实世界。 在其他情况或尺度下，它可能无效或不准确[9]。 本题旨在加深学生对定理和定律的理解。 遇到物理定理和定律时，首先要考虑条件。 往往定律需要满足的条件更加严格。综上所述，动量守恒定律需要解释如下： (1) 动量守恒定律的条件为
，或者如果某个方向上的总外力为 0，则该方向上的动量守恒。 (2) 当系统的内力远大于外力时，
，可以近似认为是动量守恒。 （3）动量守恒定律是物理学中最普遍、最基础的定律之一，在宏观和微观领域都有重要的应用。 (4)动量守恒定律对所有惯性系都成立，但在解决具体问题时，各质点的动量应相对于同一个惯性系。 (5)内力对系统的动量没有贡献，即系统的总动量保持不变。 但内力可以改变每个粒子的动量，从而重新分配系统内的动量。 例如，两个人 A 和 B 站在光滑的冰上，其质量为 mA 和 mB。 通过用手互相推动，两个人分别获得速度vA和vB。 两个粒子的运动状态都发生了变化。 但其向量和仍为0，即p = mAvA + mBvB = 0。
在解释动量守恒定律的过程中，借用了之前关于粒子系统动量定理的知识，保证了知识体系的连贯性。 同时对物理学中常见的定理和定律进行了比较，并强调了使用时的适用条件。 这对于培养学生的物理思维有一定的帮助。
2.4 动量守恒定律的宏观应用与中国航天事业
学习了动量守恒定律的表达方式和注意事项后，尝试用一个例子来回答一开始提到的火箭如何“上天”的问题。
火箭是利用燃料燃烧后喷出的气体产生的反冲推力的飞行器。 火箭技术在航天和国防领域发挥着重要作用，包括“东方红一号”、“北斗”、“墨子”等卫星，“神舟”系列飞船，“天问一号”火星探测器，“天问一号”火星探测器等。嫦娥五号月球探测器和“天河”空间站核心舱均由火箭发动机发射和控制。 如此重要的国家武器最基本的原理就是动量守恒定律。 首先介绍一下中国航天事业的重大事件以及火箭的重要性。 在激发学生学习兴趣的同时，也增加了他们的民族认同感和自信心。
实施例1 返回火箭相对于惯性系S沿水平方向飞行，速度为v=2.5×103m·s-1。 不考虑空气阻力。 现在火箭被分成两部分。 前面的仪器舱质量为m1=100kg，后面的火箭集装箱质量为m2=200kg。 仪器舱相对火箭集装箱的水平速度为1.0×103m·s-1。 求仪器舱和火箭容器相对于惯性系的速度。 （本例题来自马文伟《物理》卷一[8]）
分析：首先判断是否满足动量守恒条件。 在这个过程中，内力远大于外力，因此动量守恒。 其次，本问题要特别注意惯性系的选择，即每个粒子的动量应该相对于同一个惯性系。 因此涉及伽利略变换。
答：假设仪器舱和火箭集装箱相对于惯性系的速度分别为v1和v2。 仪器舱相对火箭集装箱的水平速度为v′=1.0×103m·s-1。
那么根据动量守恒定律
v1 = v2 + v′ (3)
(m1 + m2)v = m1v1 + m2v2 (4)
解决了
v1 = 3.17×103m·s-1 (6)
进一步强调，在应用动量守恒定律时，利用伽利略变换将研究对象统一在同一惯性系中。
演习讲解结束后，简要介绍了中国火箭的发展历史和取得的成就[10]。 激发学生的家国情怀和科技报国的使命感。 火箭曾经是中国古代的重大发明之一。 早在北宋时期，岳以方、冯继胜就发明了火箭，一种以火药为动力的飞行武器。 当然动量守恒定律的应用，这些是更具概念性的火箭。 遗憾的是，由于种种原因，我国错过了第一次工业革命。 相关火箭的研究并未继续。 在现代物理学的发展中，我国正处于起步较晚的阶段。 对于火箭这一关系国运的重要武器，新中国经历了几代人的艰苦奋斗。 新中国成立初期，世界著名火箭专家钱学森克服重重障碍，历时五年回到中国。 他在十年内制造了两颗炸弹。 钱学森是我国航天事业的奠基人，也是中国知识分子的典范。 “中国航天四位元老”任新民、黄维禄、屠守鹗、梁寿攀也辛勤耕耘、潜心钻研，为中国航天事业做出了重要贡献。 郭永怀甚至为中国的航天和国防事业献出了自己的生命，成为两弹一星中唯一被授予“烈士”称号的科学家。 为我国航天事业做出突出贡献的科学家有很多，包括赵九章、钱骥、杨家奇、谢光轩、王希季、孙家栋等，老一辈科学家克服重重障碍，将智慧锻造成阶梯，留下了宝贵的财富。给后来的登山者。 这也激励着新一代航天员杨红、伊一等人继续为之奋斗。 通过介绍中国航天事业的发展，客观分析了中国现代科学落后的原因。 也鼓励同学们学习热爱祖国、勇于攀登、科学求实、淡泊名利、默默奉献的航天精神，并将其内化为刻苦学习、报效祖国的精神。 力量。
2.5 动量守恒定律的微观应用及前沿技术
前面讲牛顿运动定律时，强调了它的适用条件是质点、惯性参考系以及宏观低速运动问题。 动量守恒定律源自牛顿第二定律，但它在实际实验中的应用范围比牛顿定律更广泛。 它不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观物体。 从微观粒子到宇宙物体，只要满足守恒条件，动量守恒定律始终适用。 因此，动量守恒定律除了在宏观航天中发挥重要作用外，也是微观粒子世界的重要理论基础。 以下是示例。
例2 假设有一个静止的原子核，它衰变并辐射出一个电子和一个中微子，成为一个新的原子核。 已知电子和中微子的运动方向相互垂直，电子动量为1.2×10-22kg·m·s-1，中微子动量为6.4×10-23kg·m·s-1 -1。 新核动量的数值和方向是什么？ （本例题来自马文伟《物理》卷一[8]）
分析：辐射衰减时，系统的内力远大于外力。 满足动量守恒条件。
答：由于原子核在开始时是静止的，并且系统在衰变辐射前后满足动量守恒，因此系统的初始动量和最终动量均为0。
pe + pv + pN = 0 (7)
因为pe=1.2×10-22kg·m·s-1 (8)
pv=6.4×10-23kg·m·s-1 (9)
且 pe ⊥ pv (10)
所以
(11)
根据几何关系
可见，与牛顿运动定律相比，动量守恒定律具有更好的普适性，在物理学前沿有着重要的应用。 目前，大型强子电子对撞机将我们带入更微观的世界，寻找和研究新的粒子。 例如，我国大亚湾中微子实验发现了中微子第三种振荡模式，为了解反物质消失之谜打开了大门。 可见，动量守恒定律的表达虽然简单，但“以小见大”对于我们探索世界规律有着重要的作用。 这也体现了物理学的简单性和实用性之美。
3 结论
本研究以大学物理课程中的“动量守恒定律”部分为例，详细阐述了思想政治教育融入物理课堂的实施方法。 教学中以我国航天事业热点科学问题为切入点，增强学生的民族自豪感和学习兴趣。 然后，通过已经学过的知识，通过抽丝剥茧、层层递进的思维方法，得到动量守恒定律，训练学生的物理思维。 比较了物理学中经常出现的“定理”和“定律”的区别和联系，以及使用它们的注意事项。 为了进一步学以致用，我们介绍了动量守恒定律在宏观（火箭运动）和微观（核衰变）中的应用，说明了动量守恒定律的实用性和普遍性。 讲解过程中穿插了对中国航天、中微子的介绍，让学生感受到大学物理的实用性。 同时介绍了一代又一代中国科学家的奋斗历程，为讲座增添了趣味性和人文色彩，鼓励学生迎难而上、坚持不懈，培养了他们精益求精的工匠精神和报国情怀。科学和技术。
参考
[1]教育部． 高等学校思想政治课程建设指导纲要[EB/OL]．
[2] 刘佐，丁静杰，王继进，等。 我国前沿科技元素在大学普通物理教学中的渗透[J]. 物理与工程, 2021, 31(3): 73-77, 84.
刘ZY，丁JJ，王JJ，等。 中国与中国的关系[J]. 和 , 2021, 31(3): 73-77, 84。（中）
[3]王庆，辛蓓． 对物理专业课程思想政治建设的认识与思考[J]. 中国大学教学，2021(3)：52-54。
王Q，辛B.及其论[J]． 中国，2021(3)：52-54。 （在 ）
[4] 王晓丽. 大学物理课程思想政治教育的研究与实践[J]. 中国大学教学, 2020, 362(10): 54-57.
王晓丽. 与 与 中 [J]. 中国, 2020, 362(10): 54-57. （在 ）
[5] 李娇娇，周玉清，董克，等。 参与式学习教学实践模拟设计与分析——以拟建金课《大学物理》为例[J]. 大学物理, 2020, 39(12): 41 -49, 60.
李建军，周永庆，董坤，等。 和——金“”作为[J]. , 2020, 39(12): 41-49, 60.（中）
[6] 张小乐，黄子轩，卓世创，等。 大学物理《粒子动量定理》课程的思想政治实践[J]. 物理学通报，2021（7）：20-22。
张晓龙，黄ZX，卓SC，等。 中和[J]. ，2021（7）：20-22。 （在 ）