096-101 人船模型（尤德海）.doc

深圳市罗湖区新课程高中物理教学设计案例
深圳市罗湖区新课程高中物理教学设计案例
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动量守恒定律的综合应用
——人船模型
深圳市翠园中学游德海

一、设计思想
本教学设计以动量守恒定律应用的习题课为例，教师通过精心选题、编题和用题来强化知识的传授、物理思想的教育和能力的培养，突出物理解题方法的归纳讨论，促使学生在丰富生动的客观世界中探求科学真理，在客观实际中提高认识水平，最终达到跳出题海的目的。
二、课标要求、教材分析及教学对象分析
1．高中物理《课标》要求：掌握动量守恒定律的适用条件及其动量守恒定律各种表达式，能应用动量守恒定律解答一些实际问题；
2．动量守恒定律是物理学中的一个非常重要的定律，灵活应用动量守恒定律解答力学问题是高中学生必须具备的一种能力；
3．学生在此前的两节课中学习了动量守恒定律的内容及其适用条件，并初步掌握了应用动量守恒定律解题的一般步骤；
4．学生能否熟练应用动量守恒定律解答力学中的一些综合问题，会对将来选物理作X科的学习产生直接影响。
三、教学目标
1．知识与技能
（1）进一步熟悉和掌握动量守恒定律的适用条件及其动量守恒定律各种表达式；
（2）进一步熟悉应用动量守恒定律解题的基本步骤；
（3）通过情景分析，建立人船的物理模型，培养学生的概括、归纳、类比的能力和抽象思维能力；
（4）更好地掌握应用动量守恒定律解决综合问题的思路和方法。
2．过程与方法
讲授、分析、讨论、练习和归纳法相结合。
3．情感态度价值观
（1）激发学生在丰富生动的客观世界中探求科学真理的热情；
（2）培养学生全面分析问题的思维品质和顽强的意志。
四、重点与难点
教学重点：
1．通过情景分析，建立人船的物理模型；
2．理解并掌握应用定律守恒定律解决综合问题的思路和方法。
教学难点：
1．物体系中各物体位移间的关系；
2．应用动量守恒动量分析物理过程，灵活应用动量守恒定律，建立人船的物理模型；
为了突破这两个难点，本人特意制作课件，把物体运动的情境图画出来，指导和帮助学生准确找到各物体位移间的关系。
五、教学过程
（一）复习引入：
[提问1]：如何理解系统的内力和外力？
[老师归纳并板书]
1．外力：外部其它物体对系统的作用力．
2．内力：系统中各物体之间的相互作用力．
[提问2]：系统动量守恒的条件是什么？
[老师归纳并板书]
动量守恒定律的使用条件：
（1）系统不受外力或系统所受的外力为零
（2）系统所受外力的合力虽不为零，但比系统内力小得多．
（3）系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量保持不变——分动量守恒．
（二）讲授新课：
[例题1]质量为M＝300kg的小船，长为L＝3m，浮在静水中．开始时质量为m＝60kg的人站在船头，人和船均处于静止状态．若此人从船头走到船尾，不计水的阻力，则船将前进多远？
[讨论]：先引导学生分析讨论，人在船上运动时，船会如何运动？两者位移关系如何？然后再帮助学生建立物理图景，并与学生一起作出以下的物理情景示意图，找出各自对地位移．此处一定要强调位移的物理意义！

S人
S船

解：人和船组成的系统在整个运动过程中，都不受水平方向外力作用，而在竖直方向，处于平衡状态，所以系统满足动量守恒条件．
取向左为正方向，对人和船组成的系统，依动量守恒可得：
MS船-m（L－S船）=0
解得S船=mL/（M+m）
代入数据得S船=0.5m
[特征]你动我动、你快我快、你慢我慢、你停我停，你我速率和各自质量成反比.
[巩固练习1]如图所示：质量为m长为a的汽车由静止开始从质量为M、长为b的平板车一端行至另一端时，汽车和平板车的位移大小各为多少？（水平地面光滑）
[先由学生练习．学生做完后，教师简单分析，总结思维方法．]
[点拨]取向右为正方向，对人和船组成的系统，依动量守恒可得：

解得：Sa=M（b-a）/M+m
Sb=m（b-a）/M+m
[提醒]本题的关键是准确表示出汽车和平板车对地的位移．
[巩固练习2]质量为M的气球上有一质量为m的人，气球和人静止在离地高为h的空中．从气球上放下一架不计质量的软梯，为使人沿软梯安全滑至地面，则软梯至少应为多长？
[先由学生练习．学生做完后，教师简单分析，总结思维方法．]
[点拨]气球和人原静止于空中，合力为零，故系统动量守恒．取竖直向上为正方向，对人和气球组成的系统，依动量守恒可得：

即：0=M（L-h）/t-mh/t
解得：L=（M+m）h/M
[提醒]本题的关键是准确表示出人对地的位移．
[巩固练习3]在光滑的水平面上有一辆质量为M的小车，车的两端各站着质量分别为m1和m2的人，三者原来皆静止，当两人相向运动时，小车向哪个方向运动？
[先由学生练习．学生做完后，教师简单分析，总结思维方法．]
[点