高一物理必修教案(整理7篇)
时间：2024-09-06
时间：2024-09-06
一、教材分析
本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标，就是研究“怎样描述物体的机械运动”。教科书一开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念，指导思想是强调一般性的科学方法，即为这样的思想作准备：解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型，然后用数学方法描述这个模型，并寻求解决的方法。
要研究物体位置的变化问题，首先必须解决位置确定问题，教科书把“物体和质点”当作一个知识点，说明质点是针对物体而言的，实际的“物体”都“占有一定的空间”，在通常的运动过程中，“不同部位的运动情况是不相同的”，从而“给描述运动带来了困难”，解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。
“科学漫步”栏目中的“全球卫星定位系统”是扩展性内容，其后附有进一步研究的问题，例如“这个定位器处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？”。这样做的目的也是使学生养成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获得知识的能力。这类问题不作为针对所有学生的强制性要求。
二、教学目标
1、知道参考系的概念。知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同。
2、理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
三、教学重点
1、在研究问题时，如何选取参考系。
2、质点概念的理解。
四、教学难点
在什么情况下可把物体看出质点
五、学情分析
我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。有些学生对于受力分析及运动情况有一定的基础，但是两者结合起来综合的应用有些困难，需要详细的讲解。
六、教学方法
1．学案导学：见后面的学案。
2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
七、课前准备
1．学生的学习准备：预习课本相关章节，初步把握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
课时安排：1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑。
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
在研究某一问题时，对影响结果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型，这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗？
如：光滑的水平面、轻质弹簧。
这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽略掉了。今天我们又要建立一种新的物理模型——质点。质点，并完成下列问题：
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
1、物体和质点
填写：
（1）质点就是没有，没有，只具有物体的点。
（2）能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？
（3）研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？
（4）原子核很小，可以把原子核看作质点吗？
（5）运动的质点通过的路线，叫质点的运动；是直线，叫直线运动；是曲线，叫。
共评：质点是没有形状、大小、具有物体全部质量的点。这是一种科学抽象，就是要抓住主要特征，忽略次要因素，这就必须是具体问题具体分析。如果在我们研究的问题中，物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的，就可以把它看作质点。比如在平直公路上运动的汽车，研究它运动的特点，汽车的大小、形状及车上各部分运动的差异是次要的，可把汽车看作质点。而研究车轮的转动，是研究汽车上部分的运动，就不能把汽车看作质点，再比如原子核很小，要是研究质子与质子的作用时，就不能把它看作质点。
2、（1）参考系：为了描述一个物体的运动，选来作为标准的物体，叫参考系。
（2）选择不同的参考系观察同一个运动，观察的结果会有不同
举例：描述同一个运动，选择不同参考系，观察结果也不一样。
举例：运动的汽车，是选择地面为参考系，如选司机为标准，汽车是静止的……
（3）总结：参考系是可任意选取，但选择的原则要使运动和描述尽可能简单。比如，研究地面上物体的运动，选择地面或相对地面动的物体作参考系要比选太阳作参考系简单。
3、坐标系
如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置变化，可以以这条直线为轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。
一般来说，为了定量地描述物体的位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系（coordinatesystem）.
教学中注意以下几点：
（1）坐标系相对参考系是静止的。
（2）坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。
（3）用坐标表示质点的位置。
（4）用坐标的变化描述质点的.位置改变。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了质点参考系和坐标，那么，在下一节课我们一起来学习时间和位移。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析矢量和标量的有什么区别？如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
一、物体和质点：
1、什么是质点？
2、把物体看做质点的条件。
3、质点是一种理想的物理模型。
二、参考系：
1、定义。
2、选择不同的参考系观察同一个运动，观察的结果会有不同。
3、参考系是可任意选取，但选择的原则要使运动和描述尽可能简单。
三、坐标系：
1、坐标系相对参考系是静止的。
2、坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。
3、用坐标表示质点的位置。
4、用坐标的变化描述质点的位置改变。
十、教学反思
本节课通过学生熟知的实例分析，让学生很自然地领会到“在某些情况下，真的可以不考虑物体的大小和形状”，“突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的点”。这充分说明了将物体简化成质点的条件性，质点的两大基本属性。
为了强调坐标的概念，教科书用数学和物理学中通用的符号，即在直线运动中用x表示质点的位置，极坐标，用△x=x1－x2表示质点的位移。在表示物理量的变化时，“△”实际上是我们以前都在使用的符号，学生不会感到困难。相反，由于有了明确表示物理量的变化量的符号，学生更易区分某物理量与这个物理量的变化量。
明确地把某个物理量与这个物理量的变化区分开，这是本书的特点。物理学中经常要区分这两种物理量，有意识地强调它们的区别，对于以后的学习会有好处。下一节中，时刻与时间间隔的关系也是这样。
学习目标:
1.知道滑动摩擦产生的条件，会正确判断滑动摩擦力的方向。
2.会用公式F=μFN计算滑动摩擦力的大小，知道影响动摩擦因数的大小因素。
3.知道静摩擦力的产生条件，能判断静摩擦力的有无以及大小和方向。
4.理解最大静摩擦力。能根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小。
学习重点:1.滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F摩=μFN解决具体问题。
2.静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。
学习难点:
1.正压力FN的确定。
2.静摩擦力的有无、大小的判定。
主要内容:
一、摩擦力
一个物体在另一个物体上滑动时，或者在另一个物体上有滑动的趋势时我们会感到它们之间有相互阻碍的作用，这就是摩擦，这种情况下产生力我们就称为摩擦力。固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。
二、滑动摩擦力
1.产生：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时，另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力。
2.产生条件：相互接触、相互挤压、相对运动、表面粗糙。
①两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。
摩擦力与弹力一样属接触作用力，但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。挤压的效果是有压力产生。压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力，也叫正压力，压力属弹力，可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生。
②接触面粗糙。当一个物体沿另一物体表面滑动时，接触面粗糙，各凹凸不平的部分互相啮合，形成阻碍相对运动的力，即为摩擦力。凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等，统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型)。
③接触面上发生相对运动。
特别注意：“相对运动”与“物体运动”不是同一概念，“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变;而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。
3.方向：总与接触面相切，且与相对运动方向相反。
这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体，而不是相对别的物体。滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。
4.大小：与压力成正比F=μFN
①压力FN与重力G是两种不同性质的力，它们在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫无关系，用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑，物块与墙面间的压力就与物块重力无关，不要一提到压力，就联想到放在水平地面上的物体，认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力。
②μ是比例常数，称为动摩擦因数，没有单位，只有大小，数值与相互接触的______、接触面的______程度有关。在通常情况下，μ<1。
③计算公式表明：滑动摩擦力F的大小只由μ和FN共同决定，跟物体的运动情况、接触面的大小等无关。
5.滑动摩擦力的作用点：在两个物体的接触面上的受力物体上。
问题：1.相对运动和运动有什么区别?请举例说明。
2.压力FN的值一定等于物体的重力吗?请举例说明。
3.滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积有关吗?
4.滑动摩擦力的大小跟物体间相对运动的速度有关吗?
三、静摩擦力
1.产生：两个物体满足产生摩擦力的条件，有相对运动趋势时，物体间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力。
2.产生条件：
①两物体直接接触、相互挤压有弹力产生;
②接触面粗糙;
③两物体保持相对静止但有相对运动趋势。
所谓“相对运动趋势”，就是说假设没有静摩擦力的存在，物体间就会发生相对运动。比如物体静止在斜面上就是由于有静摩擦力存在;如果接触面光滑.没有静摩擦力，则由于重力的作用，物体会沿斜面下滑。
跟滑动摩擦力条件的区别是：
3.大小：两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fmax之间
实际大小可根据二力平衡条件判断。
4.方向：总跟接触面相切，与相对运动趋势相反
①所谓“相对运动趋势的方向”，是指假设接触面光滑时，物体将要发生的相对运动的方向。比如物体静止在粗糙斜面上，假没没有摩擦，物体将沿斜面下滑，即物体静止时相对(斜面)运动趋势的方向是沿斜面向下，则物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上，与物体相对运动趋势的方向相反。
②判断静摩擦力的方向可用假设法。其操作程序是：
A.选研究对象----受静摩擦力作用的物体;
B.选参照物体----与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体;
C.假设接触面光滑，找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向
D.确定静摩擦力的方向一一与相对运动趋势的方向相反
③静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。
5.静摩擦力的作用点：在两物体的接触面受力物体上。
【例一】下述关于静摩擦力的说法正确的是：()
A.静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反;
B.静摩擦力的大小与物体的正压力成正比;
C.静摩擦力只能在物体静止时产生;
D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势相反.
D
【例二】用水平推力F把重为G的黑板擦紧压在竖直的墙面上静止不动，不计手指与黑板擦之间的摩擦力，当把推力增加到2F时，黑板擦所受的摩擦力大小是原来的几倍?
摩擦力没变,一直等于重力.
四、滑动摩擦力和静摩擦力的比较
滑动摩擦力静摩擦力符号及单位
产生原因表面粗糙有挤压作用的物体间发生相对运动时表面粗糙有挤压作用的物体间具有相对运动趋势时摩擦力用f表示
单位：牛顿
简称：牛
符号：N
大小f=μN始终与外力沿着接触面的分量相等
方向与相对运动方向相反与相对运动趋势相反
问题：1.摩擦力一定是阻力吗?
2.静摩擦力的`大小与正压力成正比吗?
3.最大静摩擦力等于滑动摩擦力吗?
课堂训练:
1.下列关于摩擦力的说法中错误的是()
A.两个相对静止物体间一定有静摩擦力作用.B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的.
C.静摩擦力对物体总是阻力.D.有摩擦力一定有弹力
2.下列说法中不正确的是()
A.物体越重，使它滑动时的摩擦力越大，所以摩擦力与物重成正比.
B.由μ=f/N可知,动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与正压力成反比.
C.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反.
D.摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用.
3.如图所示，一个重G=200N的物体，在粗糙水平面上向左运动，物体和水平面间的摩擦因数μ=0.1，同时物体还受到大小为10N、方向向右的水平力F作用，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是()
A.大小是10N，方向向左.B.大小是10N，方向向右.
C.大小是20N，方向向左.D.大小是20N，方向向右.
4.粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平力F拉B，而B仍保持静止，则此时()
A.B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力也等于F.
B.B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力等于零.
C.B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力也等于零.
D.B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力等于F.
答案:1.ABC2.ABCD3.D4.B
阅读材料:
从经典力学到相对论的发展
在以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔(长度)S、时间t和质量m这三个物理量都与物体的运动速度无关。一根尺静止时这样长，当它运动时还是这样长;一只钟不论处于静止状态还是处于运动状态，其快慢保持不变;一个物体静止时的质量与它运动时的质量一样。这就是经典力学的绝对时空观。到了十九世纪末，面对高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学遇到了困难。在新事物面前，爱因斯坦打破了传统的绝对时空观，于1905年发表了题为《论运动物体的电动力学》的论文，提出了狭义相对性原理和光速不变原理，创建了狭义相对论。狭义相对论指出：长度、时间和质量都是随运动速度变化的。长度、时间和质量随速度变化的关系可用下列方程来表示：,(通称“尺缩效应”)、(通称“钟慢效应”)、(通称“质—速关系”)
上列各式里的v是物体运动的速度，C是真空中的光速，l0和l分别为在相对静止和运动系统中沿速度v的方向测得的物体长度;t0和t分别为在相对静止和运动系统中测得的时间;m0和m分别为在相对静止和运动系统中测得的物体质量。
继狭义相对论之后，1915年爱因斯坦又建立了广义相对论，指出空间——时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物体的分布，使人类对于时间、空间和引力现象的认识大大深化了。“狭义相对论”和“广义相对论”统称为相对论。
教学准备
教学目标
知识与技能
1、掌握匀变速直线运动的概念、运动规律及特点。
2、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式，会推导，能进行有关计算。
3、知道v-t图象的意义，会根据图象分析解决问题。
过程与方法
引导学生通过研究v-t图象，寻找规律，发现匀变速直线运动的速度与时间的关系。
情感态度与价值观
1、学生通过自己做实验并发现规律，激发学生探索规律的兴趣。
2、体验同一物理规律的不同描述方法，培养科学价值观。
3、将所学知识与实际生活相联系，增加学生学习的动力和__。
教学重难点
教学重点
1、理解匀变速直线运动的v-t图象的物理意义。
2、匀变速直线运动的速度与时间的关系式及应用。
教学难点
1、学会用v-t图象分析和解决实际问题。
2、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式并会运用。
教学过程
新课导入
师：前面几节课，我们学习了如何描绘运动物体的v-t图象，本节课我们就从v-t图象入手，探究匀变速直线运动的运动规律。
新课教学
一、匀变速直线运动
师：请同学们观察下面的v-t图象(课件展示)，它们分别表示物体在做什么运动？
生1：①中物体的速度的大小和方向都不随时间变化，说明物体在做匀速直线运动。
生2：②中物体的速度随时间不断增大，说明物体在做假速直线运动。
师：仔细观察②中物体速度增加的有规律吗？
生：是均匀增加。如果取相等的时间间隔，速度的变化量是相同的。
师：很好。请同学们自己画图操作，试一试。
学生自己画图，动手操作
教师用课件投影，进一步加以阐述。
师：我们发现每过一个相等的时间间隔，速度的增加量是相等的'。所以无论△t选在什么区间，对应的速度v的变化量△v与时间的变化量△t之比△v/△t都是一样的，即物体的加速度保持不变。
投影出示匀变速直线运动的定义
沿着一条直线运动，且加速度保持不变的运动，叫做匀变速直线运动(uniformvariablerectilinearmotion)。
匀变速直直线运动的速度时间图象是一条倾斜的直线
在匀变速直线运动中，如果物体的速度随时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动；如果物体的速度随时间均匀减小，这个运动就叫做匀减速直线运动。
生：我知道了，在刚才图1中③的速度随时间均匀减小，表示的就是物体在做匀减速直线运动。
师：你所的对！请同学们再思考一下，三条直线的交点表示什么？
生1：是相遇！
生2：不是相遇，交点的横、纵坐标都相等，应该表示在同一时刻，三者的速度相等。
师：是的，在v-t图象中，交点仅表示他们的速度相等，并不表示相遇，同学们不要把v-t图象与x-t图象相混淆。
教师接着引导学生思考教材第39页“说一说”
这条图线表示物体的速度怎样变化？在相等的时间间隔内，速度的变化量总是相等的吗？物体在做匀加速直线运动吗？
生：速度增加，但在相等的时间间隔内，速度的变化量越来越大，说明△v/△t逐渐增大，即加速度增大，加速度不是恒量，那物体的运动就不是匀加速直线运动了。
师：没错。在不同的瞬时，物体的加速度不同，那我们怎么找某一点的瞬时加速度呢？
学生纷纷讨论。
生：是做切线吗？
师：非常好。我们可以做曲线上某点的切线，这一点的切线的斜率就表示物体在这一时刻的瞬时加速度。
二、速度与时间的关系
师：除了图像外，我们还可以用公式表示物体运动的速度与时间的关系。
从运动开始(这时t=0)到时刻t，时间的变化量△t=t-0,速度的变化量△v=v-v0,因为加速度a=△v/△t是一个恒量，所以a=△v/△t=v-v0/t-0
解出速度v,得到v=v0+at
这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式。
师：想一想，at在数值上等于什么？
生：a在数值上等于单位时间内速度的变化量，再乘以t就是0—t时间内速度的变化量。
生：at再加上vo就是t时刻的速度了。
师：我们还可以从图象上进一步加深对公式的理解。
例题1
(投影)汽车以40km/h的速度行驶，现以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度能达到多少？
教师引导学生明确已知量、待求量，确定研究对象和研究过程
学生自主解题
师：投影出示规范步骤
解：初速度vo=40km/h=11m/s，加速度a=0.6m/s2，时间t=10s，10s后的速度为
v=v0+at
=11m/s+0.6m/s2×10s
=17m/s
=62km/h
例题2
(投影)汽车以36km/h的速度匀速行驶，若汽车以0.6m/s2的加速度刹车，则10s和20s后的速度减为多少？
教师指导学生用速度公式建立方程解题，代入数据，计算结果。
教师巡视查看学生自己做的情况，投影出示典型的样例并加以点评。
有的同学把a=0.6m/s2代入公式v=vo+at，求出v10=16m/sv20=22m/s
师：这种做对吗？
生：汽车在刹车，使减速运动，所以加速度应代负值，即a=﹣0.6m/s2。
有的同学把a=﹣0.6m/s2代入公式v=vo+at，求出v10=4m/sv20=﹣2m/s
师：这样做对吗？
生：对，我也是这样做的
师：v20=—2m/s中负号表示什么？
生：负号表示运动方向与正方向相反。
师：请同学们联系实际想一想，汽车刹车后会再朝反方向运动吗？
生：哦，汽车刹车后经过一段时间就会停下来。
师：那这道题到底该怎么做呢？
生：先计算出汽车经多长时间停下来。
教师出示规范解题的样例。
解：设初速度v0=36km/h=10m/s，加速度a=﹣0.6m/s2，时间t=10s，由速度公式v=vo+at，可知刹车至停止所需时间t=v﹣v0/a=0﹣10/﹣0.6=16.7s。
故刹车10s后的速度v10=v0+at=10m/s﹣0.6×10m/s=4m/s
刹车20s时汽车早已停止运动，故v20=0
师：通过这道题，我们大家知道了汽车遇到紧急情况时，虽然踩了刹车，但汽车不会马上停下来，还会向前滑行一段距离。因此，汽车在运行时，要被限定速度，超过这一速度，就可能发生交通事故。请同学们结合实际想一想：当发生交通事故时，__是如何判断司机是否超速行驶的？
生：汽车刹车时会留下痕迹，__可以通过测量痕迹的长度，计算出司机刹车时的速度。以此来判断司机是否超速行驶。
师：好极了。
小结
本节重点从图象和公式两个方面研究了匀变速直线运动，理解时注意以下几点：
1、在匀变速直线运动中，质点的加速度大小和方向不变，但不能说a与△v成正比、与△t成反比，决定于△v和△t的比值。
2、公式中v、v0、a都是矢量，必须注意其方向。
一.教材的地位和作用
动量守恒定律是自然界中最重要，最普遍的守恒定律之一，它既适用于宏观物体，也适用于微观粒子;既适用于低速运动物体，也适用于高速运动物体，甚至对力的作用机制尚不清楚的问题中，动量守恒定律也适用。它是除牛顿运动定律与能量观点外，另一种更广泛的解决动力学问题的方法，而且在今后的磁学，电学中也会用到此定律。
二.知识结构
1,动量守恒定律的表述：如果一个系统不受外力，或者所受外力合力为零，这个系统的总动量保持不变。
2,动量守恒的条件：系统不受外力或者所受外力合力为零。
3,实验验证:两个弹性小球的弹性碰撞。设两个小球的质量分别为M1和M2，碰撞前的速度分别为V1和V2，碰撞后的速度分别为V1`和V2`。
由动量守恒有：
M1·V1+M2·V2=M1·V`1+M2·V`2
4,动量守恒定律的适用范围:小到微观粒子，大到天体，无论是什么性质的相互作用力，即使对相互作用情况还了解得不大清楚，动量守恒定律都是适用的。
5,灵活运用动量守恒定律和注意事项：动量守恒定律具有普适性。当系统受到的合外力不为零，但是在某一方向上的合外力为零，那么在该方向上可以运用动量守恒定律。在运用动量守恒定律之前应严格检验是否符合动量守恒定律的条件。
三.教学重点和难点
学习本节的主要目的是为了掌握并会应用动量守恒定律这一应用广泛的自然规律，要达到这一目的，每个学生就需要正确理解其成立的条件和使用的特点。而动量又是矢量，因此，确定本节的教学重点和难点为：(1)掌握动量守恒定律及其成立的条件。(2)动量守恒定律的矢量性。
四.教学目标
1,知识与技能
(1)理解动量守恒定律的确切含义和表达式;
(2)能用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律;
(3)知道动量守恒定律的适用条件和适用范围;
2,过程与方法
(1)会用动量守恒定律解释现象;
(2)会应用动量守恒定律分析求解运动问题。
3,情感、态度、价值观
(1)通过动量守恒定律的推导，培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法;
(2)通过动量守恒定律的学习，进一步掌握物理学的思维方法及研究规律。了解物理学来源于生产实践。
(3)通过实验现象的准确观察、深入思考、抓主要矛盾，抽象概括，形成规律。反过来利用规律指导实践，发现新的规律。理论与实践相辅相成，在掌握客观规律的基础上逐步认识自然、改造自然。
五.学生分析
在学习动量守恒定律之前,同学们已经学习了动量定理和牛顿运动定律，具有了一定的基础,重要的是推导动量守恒定律的数学表达式。
六.教学设计(两课时)
1.导入新课
首先，请学生回顾动量及动量定理：P=MV;Ft=P1-P0=△P
动量定理研究了一个物体受力一段时间后，它的动量怎样变化。那么物体相互作用，又会怎样呢?
(1)请两个同学穿上旱冰鞋，靠近站在教室前边，让学生甲推乙学生一下，学生观察现象。
(2)学生讨论发生的现象。
2.新课教学
(1)实验、观察，初步得到两辆小车在相互作用前后，动量变化之间的关系
A,用多媒体课件：介绍实验装置。
把两个质量相等的小车静止地放在光滑的水平木板上，它们之间装有弹簧，并用细线把它们拴在一起。
b,用CAI课件模拟实验的做法:
实验一：第一次用质量相等的两辆小车，剪断细线，观察两辆小车到达挡板的先后。
实验二：在其中的一辆小车上加砝码，使其质量变为原来的2倍，重做上述实验并注意观察小车到达两块木挡板的先后。
C,学生在气垫导轨上分组实验并观察;
D,实验完毕后各组汇报实验现象;
e,教师针对实验现象出示分析思考题:
①两小车在细线未被剪断前各自动量为多大?总动量是多大?
②剪断细线后，在弹力作用下,两小车被弹出，弹出后两小车分别做什么运动?
③据两小车所做的运动，分析小球运动的距离、时间，得到它们的速度有什么关系?
④据动量等于质量与速度的乘积，分析在弹开后各自的动量和总动量各为多大?
⑤比较弹开前和弹出后的总动量，你得到什么结论?
F,学生讨论后，回答上述问题。
(2)动量守恒定律的推导
A,用多媒体展示下列物理情景：
在光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是M1和M2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v1>v2，经过一段时间后，m2追上了m1，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是V`1和V`2，根据动量守恒定理列出表达式，并板书。
(3)动量守恒定律的条件和内容：
A,学生结合实验和推导实例中的条件初步分析得到动量守恒定律的条件。
b.学生阅读课文，总结得到动量守恒定律:
一个系统不受外力或者所受外力之和为0，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫动量守恒定律。
C,教师板书动量守恒定律的.表达式，并叙述各个字母表示的物理量。
(4)动量守恒定律的适用范围
A,学生阅读课文有关的内容。
b,学生总结动量守恒定律的适用范围。
C,教师归纳：小到微观粒子，大到天体，无论是什么性质的相互作用力，即使对相互作用情况还了解得不大清楚，动量守恒定律都是适用的。
(5)安排课堂练习题，分组展示。
(6)课堂小结：
通过本节课的探讨学习，我们知道了：
A,动量守恒定律研究的是相互作用的物体组成的系统;
b,在理想状态下即始终满足守恒条件时，系统“总动量保持不变”不仅是指系统初末两个状态的总动量相等，而是整个过程中任意两个时刻总动量都相等，但是、决不能认为系统内的每一个物体的总动量保持不变;
C,动量守恒的条件是：不受外力或所受外力之和为0;
D,动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，不仅适用于宏观物体的低速运动，对微观现象和高速运动同样适用。
(7)安排课后练习题。
七.教案设计反思和课后反思
教案设计反思：《动量守恒定律》是人教版高中物理选修3-5中最重要的一节,学生在学习这一节时有一定难度，特别是判断是否满足动量守恒。要想学习好这一节就需要知道动量守恒定律的推导过程以及推导方法。在学习了动量守恒之后就需要学会判断动量是否守恒，这就是动量守恒的条件。高考物理选修3—5中的第二小题就是与动量守恒有关的计算，属于物理选修3—5中的必考内容。在教案的设计中，重点放在了动量守恒的推导和动量守恒的条件上。在练习题中着重练习动量守恒的条件。
(一)引入新课
前面我们学习了匀变速直线运动的规律，这节课我们再来学习匀变速直线运动的一个特例――自由落体运动。
(二)进行新课
1、自由落体运动
教师活动：演示纸片与金属片的下落过程，提出问题1、重的物体一定下落的快吗？2、你能否证明自己的观点？
学生活动：学生观察并思考，提出自己的猜想，并动手设计自己的可行方案。
点评：通过实例加以分析，结合物理史实，激发学生学习兴趣，引导学生积极探索
教师活动：引导学生思考问题，让学生讨论。金属片与纸片不同时落地，为什么？
学生活动：学生思考得出结论，由于空气阻力的影响，使的物体下落的快慢不同。学生展示自己的设计方案，实践自己的猜想
点评：掌握一定的历史史实，学会一些基本的推理方法，初步养成置疑的习惯，激发学生的学习兴趣。
教师活动：用牛顿管演示物体在空气中和真空的下落情况。引导学生得出自由落体运动的条件。教师总结，物体只在重力作用下从静止开始落的运动，叫自由落体运动。
学生活动：学生回答对自由落体运动的认识，并给出一个定性的说法(学生的总结可能不够准确，注意引导)
点评：培养学生利用物理语言，归纳总结规律的能力。
2、自由落体加速度
教师活动：多媒体演示，用打点计时器研究自由落体运动，计算其加速度，换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同，总结得出结论，点评：将两条纸带对比，只要两条纸带上的点子间隔相同就说明它们的加速度是相同的。
学生活动：学生运用自己所学知识计算重力加速度，通过比较得出结论。
教师总结：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。教师引导学生思考两个问题：
1、自由落体运动的加速度在各个地方相同吗？
2、它的方向如何？
符号：g
方向：竖直向下(与重力方向一致)
大小：与地点有关。一般计算中g=9.8m/s2,粗略计算中可以取g=10m/s2
学生活动：学生看书中列表，尝试从表中寻找规律，这一规律是怎样产生的？学生猜想，但不宜过多解释
点评：通过算g值理解自由落体运动的加速度是一个定值(在同一地点)。引导学生学会分析数据，归纳总结规律。
点评：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动，只要这些公式中的初速度,a取g就可以了。自由落体运动遵从的规律：
推出：
3、自由落体规律的应用
教师活动：多媒体展示练习p(47)“问题与练习”第2题：
一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了3.0s,如果不考虑空气阻力，悬崖有多高？实际上是由空气阻力的，因此实际高度比计算值大些还是小些？为什么？
学生活动：学习独立作答；学生解答完毕后相互讨论和检查结果。
点评：如果不考虑空气阻力，可算结果达到45m,实际上由于空气阻力，3s内不会下落这样的距离，提醒学生注意理想化可能带来的'误差。
点评：通过练习培养学生运用所学规律解决问题的能力。进一步加深对自由落体运动是一种初速度为零的匀变速运动的理解。
4、学生探究
教师活动：教师提出问题：
1、如果给你一把尺子能否运用本节所学知识测定一下你的反应时间？
2、你的理论依据是什么？建议学生课下测出自己的反应时间，将自己的尺子改造成“反应时间尺”并将其运用到生活实际中，将其作为一个研究课题。
学生活动：学生思考提出方案，并解释原理，确定自己的研究课题。
点评：初步培养学生合作交流的愿望，能主动与人合作，激发学生对物理的学习兴趣。
教师活动：教师引导学生阅读课本p47《做一做》让学生提出自己解决问题的思路，不必准确解答，同时强调“估算”。
学生活动：学生独立思考，并提出解决办法，比较各种不同方法，并讨论其合理性及可行性。
通过课下解题并对该问题获得理性的认识。
点评：利用实例激发学生对科学的求知欲，培养学生的数学极限思想的进一步运用。
点评：由于照相机的曝光时间极短，一般为1/30s或1/60s,曝光量相差10%对照片不会有明显影响，所以相机快门的速度都有比较大的误差，“傻瓜”相机更是这样。故在这样短的时间内，这种误差允许的范围内，物体运动的速度可以认为是不变的，可以看作匀变速运动来处理。建议学生利用课下时间解出其准确值，比较两种情况下的时间差异。
(三)课堂总结、点评
这节课我们学习了对自由落体运动概念和规律的认识及理解。自由落体运动是物体从静止开始的只受重力作用的匀加速直线运动，加速度为g,学好本节可更好地认识匀变速直线运动的规律和特点，是对上节内容的有益补充。要突破此重点内容，一定要把握住一点，即自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例v0=0,a=g。我们在以前章节中所掌握的所有匀变速直线运动的规律及推论，在自由落体运动中均可使用。在使用时要注意自由落体运动的特点，判断是自由落体运动之后方可代入计算。
(四)实例探究
☆自由落体运动基本概念的应用
本节的易错点是对于空间下落的物体是不是自由落体运动判断时易错。在判断时，如题目直接给出物体由静止开始自由下落或忽略空气阻力等提示语时，可将下落的物体看成自由落体运动。对于有空气阻力的问题，若空气阻力远远小于重力，可近似看作自由落体运动。若只是空气阻力很小，则不能认为物体就一定做自由落体运动，因为虽然空气阻力很小，但可能空气阻力与重力大小差不多，故不是自由落体运动。
在空间下落的物体不一定都是自由落体运动。如：物体以2m/s的初速度竖直下落就不是自由落体运动。由于v0≠0,不符合定义，但此运动可看为匀变速直线运动来处理。本节易忽略之处即在于做题时易忽略自由落体运动的第一个特点。v0=0,从而将上述运动当作为自由落体解决，得出错误的结论。
[例1]甲物体的重力比乙物体的重力大5倍，甲从hm高处自由落下，乙从2hm高处同时自由落下。以下几种说法中正确的是()
a.两物体下落过程中，同一时刻甲的速率比乙大
b.下落ls末，它们的速度相等
c.各自下落lm它们的速度相等
d.下落过程中甲的加速度比乙大
解：物体在下落过程中，因是自由下落，只受重力影响，加速度都为g,与质量无关，d选项错误。又由v=gt,知a选项错b选项正确。又由公式v2=2gh可知c选项正确，故答案应选b、c。
点拨：本题中最易出现的错误是误认为质量大的物体加速度大，而质量小的物体加速度小，以致于错选为a、d两个答案。其主要原因是没有弄清楚"自由下落即为物体做自由落体运动。
☆自由落体规律的应用
[例2]从离地面500m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2,求小球：
(1)经过多长时间落到地面？
(2)自开始下落计时，在第1s内的位移、最后ls内的位移。
(3)下落时间为总时间的一半时的位移。
分析：由h=500m和自由落体加速度，根据位移公式可直接算出落地时间，根据运动时间，可算出第1s内位移和落下一半时间的位移。最后1s内的位移是下落总位移和前(n-l)s下落位移之差。
解：(1)由,得落地时间s
(2)第ls内的位移：m因为从开始运动起前9s内的位移为m所以最后1s内的位移为m
(3)落下一半时间即t=5s,其位移为m
1、知识与技能
(1)知道动能的定义式，能用动能的定义式计算物体的动能；
(2)理解动能定理反映了力对物体做功与物体动能的变化之间的关系；
(3)能够理解动能定理的推导过程，知道动能定理的适用条件；
(4)能够应用动能定理解决简单的实际问题。
2、过程与方法
(1)运用归纳推导方式推导动能定理的表达式；
(2)通过动能定理的推导理解理论探究的方法及其科学思维的重要意义；
(3)通过对实际问题的分析，对比牛顿运动定律，掌握运用动能定理分析解决问题的方法及其特点。
3、情感、态度与价值观
(1)通过动能定理的归纳推导培养学生对科学研究的兴趣；
(2)通过对动能定理的应用感悟量变(过程的积累)与质变(状态的改变)的哲学关系。
教学重点：动能的概念；动能定理的'推导和理解。
教学难点：动能定理的理解和应用。
教学过程：
第七节动能和动能定理
1、对“动能”的初步认识
追寻守恒量中，已经知道物体由于运动而具有的能叫动能，大家先猜想一下动能与什么因素有关？应该与物体的质量与速度有关。
你能通过实验粗略验证一下你的猜想吗？(物体的动能与物体的质量和速度有什么关系)。
方案1：让滑块从光滑的导轨上滑下与静止的木块相碰，推动木块做功。
实验：(1)让同一滑块从不同的高度滑下；(2)让质量不同的滑块从同一高度滑下。
现象：(1)高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多；(2)质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多。
实验结果：
(1)高度越大，滑块滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外做功的本领越强，说明滑块由于运动而具有的能量越多。
(2)滑块从相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以对外做功的本领不同，是因为滑块的质量不同，在速度相同的情况下，质量越大，滑块对外做功的能力越强，也就是说滑块由于运动而具有的能量越多。
归纳：物体的质量越大、速度越大物体的动能越大。
方案2：被举高的锤子下落可将铁钉钉入木板中，高度越高，锤子越重具有的动能越大，钉铁钉得越深。
2、对“动能的变化”原因的初步探究
前边我们学过，当力对物体做功时会对应某种形式的能的变化，例如：重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹性势能的变化，那么什么原因使物体的动能发生变化哪？
(1)多媒体演示实验：
实验1：小球在空中下落过程，重力做正功，动能增大。
实验2：沿粗糙平面滑动的小车由运动到静止，由于摩擦阻力做负功，小车的动能减小。
(2)学生观察实验现象(要求学生观察物体在运动过程中受力、各力做功，及物体动能的变化情况？
(3)得出结论：外力做功(牵引力、阻力或其它力等)是物体的动能改变的原因。
3、定量探究：外力做功与物体动能的变化之间的定量关系
(1)就下列几种物理情境，用牛顿运动定律推导：外力做功与物体动能的变化之间的定量关系。
用多媒体展示：
情境1：质量为m的物体，在光滑水平面上，受到与运动方向相同的水平外力F的作用下，发生一段位移L，速度由V1增加到V2
情境2：质量为m的物体，在粗糙水平面上，受摩擦力的作用下，发生一段位移L，速度由V1增加到V2
情境3：质量为m的物体，在粗糙水平面上，受到与运动方向相同的水平外力F和摩擦力的作用下，发生一段位移L，速度由V1增加到V2
【教学目标】
一、知识与能力：
1、知道向心力的定义和方向，通过实例认识向心力的作用效果及来源。
2、通过实验理解向心力的大小与哪些因素有关，初步掌握向心力的公式并可以进行计算。
3、知道向心加速度及其公式，能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力及向心加速度。
4、经历向心力和向心加速度的概念形成过程的体验，大胆发表自己对有关问题的认识。
二、过程与方法：
通过向心力理论分析到实验探究，培养学生用理论指导实践的素养和能力。
三、情感态度与价值观：
培养学生观察生活，思考生活现象的能力，同时培养学生大胆分析及勇于探究的科学素养，以及尊重实验、实践的客观唯物精神。
【教学重点】
向心力概念的建立及实验探究向心力的大小是教学重点。
【教学难点】
向心力概念的建立及实验探究向心的大小也是教学难点。通过简单实例及分组实验加强感知，突破难点。
【教具准备】
1、小球、细绳和光滑木板16套
2、小链球16对。
3、向心力演示器16台。
4、课件。
【教学过程】
一、引入新课
欣赏视频：我国选手赵宏博和申雪在06年冬奥会花样滑冰比赛中，以精彩表演获得金牌，为国争光。视频中申雪的运动可以近似看成什么运动？（学生回答：匀速圆周运动），其运动状态时刻改变的原因是什么？（学生回答：受到合外力）有力就会产生（加速度）。这节课我们共同探究做匀速圆周运动的物体合外力及加速度的特点。
板书：向心力与向心加速度。
二、学生实验引出向心力的定义
引导学生分组利用手中的小球、细线、光滑水平木板，构建一个简单的匀速圆周运动，让学生对小球进行受力，得出匀速圆周运动物体所受合外力的特点：始终指向圆心，从而引出向心力的定义。
板书：向心力。
1、向心力的定义：做匀速圆周运动的物体会受到一个始终指向圆心等效的力。
三、学生观察得到向心力的方向
再引导学生观察分析得到向心力的方向时刻在变化，是一个变力但始终指向圆心而且和速度方向垂直。
板书：向心力的方向：始终指向圆而且速度方向垂直
四、引导学生分析得到向心力的作用效果因为向心力和速度方向始终垂直，所以向心力不做功，不改变速度的大小，只改变速度的方向，得到向心力的作用效果。
板书：向心力的作用效果：不改变速度的大小，只改变速度的.方向。
五、通过三个典型题目引导学生分析向心力的来源
对物体受力分析，说明向心力的来源。
物体随转盘一起匀速圆周运动物体随滚筒一起匀速圆周运动
板书：向心力的来源：向心力可以由重力、弹力、摩擦力等某个力提供，也可以由它们的合力，或某个力的分力提供。
六、实验探究：向心力的大小
提出问题：向心力的大小跟哪些因素有关？
（引导学生用两个小链球实验，凭感觉粗略体验。学生经实验、讨论有了自己的看法后，自由发言。）
学生的猜想：向心力跟物体质量m、半径r、角速度ω有关。
（若学生说到v，可引导学生由公式v=ωr得出ω和v有重复的部分）
进一步引导学生猜想它们的定量关系。学生可能猜想向心力与质量成正比，与半径成正比，与角速度成正比。老师先不要作出判断。
提问：实验时能否让三个量同时变。
学生：不行，应该保持其它量不变，使一个量变化即控制变量法。
实验装置：向心力演示器。
介绍构造：
讲解工作原理：小球向外压挡板，挡板对小球的反作用力指向转轴，提供了小球做匀速圆周运动的向心力，两力大小相等，同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧，弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出，即显示了向心力大小。
演示操作：如何实现控制变量。
强调注意事项：
学生分组实验得出：
①F向心力与质量的关系：ω、r一定，取两球使mA=2mB观察：（学生读数）FA=2FB。
结论：向心力F∝m。
②F向心力与半径的关系：m、ω一定，取两球使rA=2rB观察：（学生读数）FA=2FB。
结论：向心力F∝r。
③F向心力与角速度的关系：m、r一定，使ωA=2ωB观察：（学生读数）FA=4FB。
结论：向心力F∝ω2。
归纳：综合上述实验结果可知：物体做匀速圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。但不能由一个实验、一个测量就得到一般结论，实际上要进行多次测量，同时选取更精密的仪器，大量实验，但我们不可能一一去做。同学们刚才所做的实验得出：m、r、ω越大，F越大；若将实验稍加改进，如课本中所介绍的小实验，加一弹簧秤测出F，可粗略得出结论。我们还可以设计很多实验都能得出这一结论，说明这是一个带有共性的结论。测出m、r、ω的值，可知向心力大小为：F=mrω2r。
板书：向心力：F向心力=mω2r=mv2/r
我们知道合外力必然产生加速度，向心力实际就是物体做匀速圆周运动的合外力，这个力产生的加速度是怎么样的呢？
七、根据牛顿第二定律推导出向心加速度
板书：向心加速度
1、向心加速度大小：a=F向心力/m=ω2r=v2/r=ωv
a=4π2r/T2=4π2rf2
提问：方向是怎么样的？
板书：向心加速度的方向：与向心力同向，始终指向圆心
思考：匀速圆周运动是匀变速运动还是非匀变速运动？
学生：不是，因为加速度不恒定。方向时刻在改变。
板书：向心加速度的物理意义：描述速度方向变化快慢的物理量。
【及时巩固】
长度为0.5m的轻绳一端系一质量为2kg的小球，另一端固定，小球绕固定点在光滑水平面上以4m/s的速度做匀速圆周运动，请计算小球做匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小？
【课堂小结】
1.知识内容：（见板书）
2.实验方法：控制变量法。
3.物理思想：先猜想后探究，从定性到定量。
下一篇：八年级下册物理教案(整理6篇)
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