1 全章概述
高中物理必修課中的力學(xué)和電學(xué)內(nèi)容為學(xué)生初步形成對物質(zhì)、運動與相互作用、能量概念的理解奠定了重要基礎(chǔ)。 應(yīng)該說，教材對于學(xué)生形成“運動與互動觀”有著重要的作用。 有一個比較完整的設(shè)計。 本章中的動量設(shè)計和動量守恒定律也將幫助學(xué)生進(jìn)一步形成運動和相互作用的概念。 動量普遍知識和動量守恒定律在高中物理教學(xué)中占有重要地位。
從章節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計來看，本章結(jié)構(gòu)設(shè)計較以往教材有所調(diào)整。 在強調(diào)知識轉(zhuǎn)移的同時，其核心是強調(diào)物理學(xué)中的“守恒思想”。 教材編寫的邏輯線索如下。
尋求碰撞中的不變量（實驗基礎(chǔ)）
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mv有特殊含義（引入動量概念）
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動量定理（科學(xué)演繹推理）
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動量守恒定律（從動量的角度理解相互作用）
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指出動量守恒定律的普遍性
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動量守恒定律的應(yīng)用
本章共有6節(jié)知識內(nèi)容，大致可分為三個單元。 第一單元包括第一節(jié)和第二節(jié)，即“動量”和“動量定理”。 本部分重點介紹動量的概念，引導(dǎo)學(xué)生理解沖量、動量和動量定理，并能夠用它們解釋生產(chǎn)和生活中的相關(guān)現(xiàn)象； 第一章第二單元包括第三節(jié)和第四節(jié)，即“動量守恒定律”和“實驗：驗證動量守恒定律”。 本部分重點介紹動量守恒定律的建立過程，并要求學(xué)生用它來解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象； 第二節(jié) 第三單元包括第五節(jié)和第六節(jié)，即“彈性碰撞與非彈性碰撞”和“反沖火箭”。 這部分內(nèi)容是從動量守恒定律的應(yīng)用角度展開的。
1.1 物理概念
本章中的動量及其守恒定律是圍繞形成運動和相互作用概念的線索而設(shè)計的。 該內(nèi)容也是學(xué)生形成運動和互動概念的基礎(chǔ)。 教材幫助學(xué)生形成這一物理概念的方法主要體現(xiàn)在章節(jié)結(jié)構(gòu)的設(shè)計上。 上述教材所寫的邏輯線索所體現(xiàn)的章節(jié)結(jié)構(gòu)特點，可以使學(xué)生有效地運用“動量”的概念來理解“互動”。
1.2 科學(xué)思維
在中學(xué)物理教學(xué)中，如何引入動量的概念是一個需要研究的問題。 在處理這個問題時，本章不僅僅關(guān)心它的定義，更關(guān)心的是指導(dǎo)學(xué)生以“尋找碰撞中的不變量”為題進(jìn)行實驗設(shè)計，深化動量概念的形成過程。 同時，教材以動量概念的建立過程為例，通過“科學(xué)方法”欄目給出“抽象與概括”的科學(xué)方法問題。 任何科學(xué)概念的形成和規(guī)律的建立都不能簡單地拼湊在一起。 它需要嚴(yán)格的科學(xué)歸納、推理和論證。
1.3 科學(xué)探究
科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)必須不失任何機會。 本章教材雖然沒有以“探索”二字呈現(xiàn)探索性實驗，但科學(xué)探究思想的滲透卻貫穿于章節(jié)的設(shè)計之中。 圖1框圖所示的設(shè)計思路可以體現(xiàn)教材如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究過程，完成動量守恒定律的學(xué)習(xí)。
1. 4 科學(xué)態(tài)度和責(zé)任
本章教材的設(shè)計力求使學(xué)生能夠運用動量守恒定律解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象，加深對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識，增強社會責(zé)任感。 例如，《STSE》欄目中的《汽車碰撞測試》和《科學(xué)漫步》欄目、《運動測量的歷史爭論》以及第5、6版塊的設(shè)計，注重科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感的核心素養(yǎng)培養(yǎng)。
2 具體說明
2. 1 第 1 節(jié)勢頭
本節(jié)設(shè)計從觀察“問題”欄目中的實驗現(xiàn)象（兩個相同鋼球的碰撞）開始，進(jìn)而討論問題。 在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了與上述實驗相對應(yīng)的條件的演示實驗，即“質(zhì)”“不同球的碰撞”問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步尋求碰撞中的“不變量”。 這樣處理的目的一方面是為動量概念的引入提供實驗基礎(chǔ)； 另一方面，引導(dǎo)學(xué)生親身體驗、體會科學(xué)探究的過程。 需要注意的是，學(xué)生在觀察實驗現(xiàn)象的過程中，發(fā)現(xiàn)問題并引發(fā)猜想，認(rèn)識自然的和諧統(tǒng)一。
本章教材并沒有詳細(xì)闡述動量概念形成的歷史過程，而是以旁注的形式給出：“物理學(xué)家總是在尋求自然界萬物運動的規(guī)律，包括尋找某些不斷變化的世界中的不變量。” ． 此外，關(guān)于保護(hù)的思維方法對于學(xué)生來說并不陌生。 他們在高中物理必修課中已經(jīng)學(xué)過《機械能守恒定律》、《電荷守恒定律》、《能量守恒定律》等。 他們對教材設(shè)計的“尋求碰撞”感興趣。 你會對“方程中的不變量”的要求有更深入的理解，在此基礎(chǔ)上，動量概念的引入就會變得自然合理。
不過，應(yīng)該明確的是動量守恒定律的實例分析，課本上設(shè)計的尋求碰撞的“不變量”并不是“守恒量”，但“不變量”的結(jié)果會給我們一個強烈的提示：兩個之間很可能存在“守恒”。碰撞過程中的物體。 “數(shù)量”，這個猜測是有實驗依據(jù)的。 在教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到規(guī)律的成立不能簡單地得出結(jié)論。 只有當(dāng)結(jié)論推導(dǎo)出來的許多新結(jié)果與事實相符時，它才能成為法律。 學(xué)生雖然無法獨立完成這一過程，但通過親身體驗、發(fā)現(xiàn)問題、猜想、挖掘證據(jù)來探索“不變量”的過程，具有非常重要的教育價值。
另外，需要引導(dǎo)學(xué)生注意動量是一個向量，對此必須有一個清晰的認(rèn)識。 這又涉及到理解向量運算的問題。
2.2 第2節(jié)動量定理
教科書從物體在恒力作用下以勻速直線運動的情況推導(dǎo)出動量定理。 這是科學(xué)方法從特殊概括到普遍的應(yīng)用。 動量定理不僅適用于常力，也適用于變力。 正是因為它們適用于可變力，所以它們具有廣泛的應(yīng)用。 但由于理論推導(dǎo)較困難，所以在中學(xué)階段要求不宜太高。 教科書使用積分的思想（已滲透到必修物理課程中）來提供定性解釋。
我們從課本上動量定理的推導(dǎo)過程可以看出，物體動量的變化率等于它所受到的力。 這說明動量定理的物理本質(zhì)與牛頓第二定律是相同的。 引導(dǎo)學(xué)生嘗試用動量的概念來表示牛頓第二定律，這將有助于學(xué)生更深入地理解動量的概念以及描述運動與相互作用關(guān)系的問題。
2.3 動量守恒定律第三節(jié)
本章教材利用動量定理和牛頓第三定律動量守恒定律的實例分析，用科學(xué)的推導(dǎo)方法推導(dǎo)出動量守恒定律。 教材引導(dǎo)學(xué)生在理解動量和動量定理的基礎(chǔ)上，介紹系統(tǒng)、內(nèi)力、外力的概念。 為了使學(xué)生深入理解動量守恒定律以及運動與相互作用的關(guān)系，教材將動量守恒定律與牛頓運動定律緊密結(jié)合起來，并通過實例揭示了牛頓運動定律反映了相互作用從“力”的角度來看，物體之間。 動量守恒定律從“動量”的角度描述了物體之間相互作用的本質(zhì)。
動量守恒定律不僅適用于碰撞，也適用于任何形式的相互作用。 動量守恒定律的普遍性為學(xué)生深入理解自然的和諧統(tǒng)一提供了很好的范例。 同時，它也開辟了解決機械問題的新途徑。 教材通過實例展示了動量守恒定律在解決碰撞問題中的優(yōu)勢。
2. 4 第四節(jié)實驗：驗證動量守恒定律
本部分教材重點對“實驗思路”、“物理量測量”和“數(shù)據(jù)分析”進(jìn)行設(shè)計，指導(dǎo)學(xué)生選擇實驗方案進(jìn)行實驗操作。 本節(jié)給出了“滑塊碰撞氣墊導(dǎo)軌時動量守恒的研究”和“滑槽末端小球碰撞時動量守恒的研究”兩個參考案例來驗證勢頭。 在本節(jié)實驗中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到驗證性實驗是實驗的一種重要形式，是科學(xué)探究的有效方式。 教科書力求在參考案例等驗證性實驗中展現(xiàn)科學(xué)探究精神的滲透。 需要設(shè)計方法來獲取多重相關(guān)證據(jù)等。本節(jié)的驗證性實驗應(yīng)在科學(xué)探究素養(yǎng)培養(yǎng)的整個章節(jié)中考慮。
2. 5 第5節(jié) 彈性碰撞與非彈性碰撞
本部分目的不是為了讓學(xué)生提高對碰撞知識的理解，而是以碰撞知識為載體，將科學(xué)思維和科學(xué)探究的要素深入細(xì)致地落實到學(xué)科核心能力中，運用碰撞規(guī)律。真實和典型情況下的動量守恒。
教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生能否靈活運用動量守恒定律和機械能守恒定律解決典型的碰撞問題。 事實上，沒有必要記住本練習(xí)課所使用的練習(xí)的結(jié)論，也不應(yīng)該讓學(xué)生以這些結(jié)論作為解決新問題的前提。
教材在得到兩個小球碰撞后速度的關(guān)系后，在三種特殊情況下討論了兩個小球碰撞后速度的關(guān)系：m1=m2、m1≥m2、m1≤m2。 目的是向老師和學(xué)生傳達(dá)一個信息：通過公式，我們可以看到不同物理量之間的依賴關(guān)系以及某些物理量的變化趨勢，從中可以得出許多定性的結(jié)論。 這種能力對于學(xué)生學(xué)好物理課程非常重要。
本課為學(xué)生創(chuàng)造了一個真實的情境來體驗科學(xué)探究的過程。 學(xué)生們通過生活經(jīng)歷，已經(jīng)對這類碰撞的結(jié)果有了自己的期待。 運用物理知識、數(shù)學(xué)知識進(jìn)行分析后，看結(jié)論是否與生活經(jīng)驗相符。 這是在探索問題的過程中獲取“證據(jù)”并分析問題。 給出合理的“解釋”。
2. 6節(jié)6反沖運動火箭彈
本節(jié)的設(shè)計從如何解釋“問題”欄目中章魚的游動開始，進(jìn)而引出圍繞發(fā)射炮彈的炮體后退現(xiàn)象的后坐運動。 教材引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用動量守恒定律來解釋反沖運動。 同時，教材通過生產(chǎn)生活中的實例介紹反沖運動，通過演示實驗加深對反沖運動的理解，最后介紹火箭的飛行原理。
教材的“思考與討論”欄目旨在指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)動量守恒定律完成書中的推導(dǎo)，并從理論上講清楚：火箭最終獲得的速度主要取決于兩個條件，一是噴射速度，二是質(zhì)量比，即火箭起飛時的質(zhì)量與燃料燃盡時的質(zhì)量之比。 噴射速度越大，質(zhì)量比越大，火箭的最終速度也越大（忽略重力的影響）。
最后，教材以“科學(xué)漫步”欄目的形式介紹了“三級火箭”的內(nèi)容，要求在進(jìn)一步介紹我國航空航天進(jìn)步的同時拓展火箭知識，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。熱情。
