動量守恒問題中典型模型的分析一教學設計

1、動量守恒定理教學設計白云二中物理組 羅章舉一2015年考綱要求主題內容要求說明碰撞與動量守恒動量、動量守恒定律及其應用彈性碰撞和非彈性碰撞只限于一維二、教學內容人民教育出版社物理選修3-5第十六章動量守恒定律第一課時二教學目標：（1） 知識與技能：通過基本模型的分析，正確理解和運用動量守恒定律，結合能量守恒，解決動量守恒的問題，增強學生的知識遷移應用能力。（2） 過程與方法：通過讓學生回顧學過的知識、遇到過的問題，分析其中根本的模型，進行分類歸納，讓學生體會到學生過程中歸納法的重要性。（3） 情感、態(tài)度與價值觀：學生在課堂的師生互動和生生間的交流，讓學生在學習中學會和他人和諧相處，借鑒他人的長

2、處，彌補自己的不足。通過對問題的發(fā)散思考，激發(fā)起學生的聯(lián)想學習興趣。3 教學重點正確理解動量守恒定律，結合能量守恒對動量問題中的一動一靜模型的分析，規(guī)范書寫出符合相關規(guī)律的數(shù)學方程。4 教學難點 對模型中動量守恒和能量守恒的分析和模型中初始運動物體速度的獲得方式的發(fā)散思考。5 教學方法 聯(lián)想法、歸納法、講授法六、教學設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖創(chuàng)設情境導入新課通過屏幕展示近幾次模擬考試遇到的選考3-5動量守恒定律的題目的圖形。引導學生分析總結，這些圖形中包含了哪些基本模型？ 歸納分類出： 展示學生親身遇到的問題，進行歸類，讓學生學會歸納法。快速引起學生的學習興趣。講授新課1.模型分析：

3、 歸納出來的這些模型中，若地面光滑，兩個物體的碰撞或者相對滑動的過程中，系統(tǒng)的動量和機械能方面滿足什么規(guī)律？2.分析典型例題 如圖所示，質量為m的木塊放在光滑水平面上，現(xiàn)有一質量為m的子彈以速度射入木塊中，且子彈未射穿木塊。求：（1）子彈射入木塊后木塊的速度（2）子彈打入木塊的過程中系統(tǒng)減少的動能； 引導分析題中關鍵條件“光滑水平面”，以子彈和木塊組成的系統(tǒng)，模型符合動量守恒定律，子彈打入木塊后最終共速，讓學生寫出守恒方程。巡視并指導請兩位學生將自己的展示到黑板上。引導學生分析子彈打入木塊前后，系統(tǒng)總動能是否相等，若不等，變化了多少？ 根據(jù)能量守恒定律的思想，分析減少的動能去哪兒了？ 分析得出

4、：模型的特點， 一動一靜，最終共速，系統(tǒng)合外力為零（系統(tǒng)內力遠大于外力），滿足動量守恒定律。系統(tǒng)總動能減少，轉化為其他形式能量。 展示例題，分析題目中的關鍵條件。 寫出系統(tǒng)總動量守恒方程：得： 對打入前后系統(tǒng)總動能進行比較， 減少的動能：思考，回答。 通過提問讓學生進行思考動量守恒定律和機械能守恒的守恒條件。 督促學生仔細審題，養(yǎng)成良好的讀題習慣，做到眼到筆到。 展示出學生還存在問題，不會寫守恒方程，或是寫出一些似是而非的錯誤的方程。引起學生的注意，能力得到提升。 讓學生站在能量守恒的高度來看問題，提升思維境界。課堂訓練1.如圖所示，質量分別為1 kg、3 kg的滑塊a、b位于光滑水平面上，現(xiàn)

5、使滑塊a以4 m/s的速度向右運動，與左側連有輕彈簧的滑塊b發(fā)生正撞求二者在發(fā)生碰撞的過程中，彈簧的最大彈性勢能。 請兩個學生將自己的結果展示到黑板上。（找一個寫得好的和一個寫得不規(guī)范的甚至是錯的）提問學生的思路。2.如圖所示，質量為的小物塊以水平速度滑上原來靜止在光滑水平面上質量為的小車上，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)為，小車足夠長。求：(1)小物塊相對小車靜止時的速度；(2)從小物塊滑上小車到相對小車靜止時，系統(tǒng)產生的熱量和物塊相對小車滑行的距離。 認真分析題目條件，確定研究系統(tǒng)和運動過程，寫出系統(tǒng)總動量守恒方程并解答。 展示存在的問題，引起學生的注意，能力得到提升。課堂總結 通過本節(jié)課學習和

6、訓練，你學到了什么？怎樣分析和解決動量守恒定律的問題？ 總結本節(jié)課學到的模型分析方法和解題思路。 通過學生自己歸納總結，鞏固學習內容。七、教學反思本節(jié)課運用了多種教學方法，以高考大綱要求引導學生分析歸納動量守恒問題中的典型模型，并將基本模型作為出發(fā)點進行發(fā)散思考，預演組合出新的綜合題型，達到了預期的教學效果。整節(jié)課教學課堂氣氛良好，課堂活動的開展順利，學生積極性高。以學生親身經歷做過的題目為切入點極大的引發(fā)了學生的興趣，更覺得學有所用。學生能夠從基本的一動一靜模型分析的過程，學到怎樣正確運用動量守恒定律和結合能量守恒定律解決相對應的題目。并以基本模型為起點，進行思維的發(fā)散，學會將綜合的題目進行

7、拆分，逐個突破，步步為營，引導學生在審題中做到眼到手到，及時勾畫出關鍵詞，準確快速的獲取題目信息。但是也存在一些不足之處是我今后教學中需要注意的問題。1、沒考慮一部分起點較好，認知水平高的同學，出現(xiàn)了部分學生“吃不飽”的情況，在今后的教學可考慮在針對訓練中提出有一定難度的問題，滑塊b的最大速度是多少？2、在關注學生的方面，沒有做到關注每一位學生；學生的書寫規(guī)范方面，沒有做好示范及嚴格要求。將在后面的教學過程中嚴格要求自己，做好示范，規(guī)范學生的書寫。一動一靜模型： （提問：我們常見到的動量守恒問題題目中有哪些模型？通過提問讓學生進行思維活動，模型較多，進行分類，本課就先分析一動一靜的模型） 應用

8、動量守恒和能量守恒綜合分析 （提問：以上這些模型中若地面光滑，兩個物體的碰撞或者相對滑動的過程中，系統(tǒng)的動量和機械能方面滿足什么規(guī)律？通過提問讓學生進行思考動量守恒定律和機械能守恒的守恒條件。） 一動一靜，系統(tǒng)合外力為零（系統(tǒng)內力遠大于外力），滿足動量守恒定律。系統(tǒng)總動能減少，轉化為其他形式能量?！镜湫屠}】【典例】如圖所示，質量為m的木塊放在光滑水平面上，現(xiàn)有一質量為m的子彈以速度射入木塊中，且子彈未射穿木塊。求：（1）子彈射入木塊后木塊的速度（2）子彈打入木塊的過程中系統(tǒng)減少的動能；（3）分析減少的動能去哪兒了？【針對訓練】如圖所示，質量分別為1 kg、3 kg的滑塊a、b位于光滑水平面上

9、，現(xiàn)使滑塊a以4 m/s的速度向右運動，與左側連有輕彈簧的滑塊b發(fā)生正撞求二者在發(fā)生碰撞的過程中：彈簧的最大彈性勢能；滑塊b的最大速度【針對訓練】如圖所示，質量為的小物塊以水平速度滑上原來靜止在光滑水平面上質量為的小車上，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)為，小車足夠長。求：(1)小物塊相對小車靜止時的速度；(2)從小物塊滑上小車到相對小車靜止時，系統(tǒng)產生的熱量和物塊相對小車滑行的距離。發(fā)散思維：例題中的小物塊的初速度是怎么獲得的？這個題目你認為還可以怎么考呢？【總結提升】處理動量守恒問題的思路和方法（1） 仔細審題分析情景，確定研究對象（系統(tǒng)）和研究階段；（2） 分析所研究的過程中符合的基本模型和對應

10、的規(guī)律；（3） 寫出對應的規(guī)律方程求解，分析檢驗結果是否正確。動量守恒問題中典型模型的分析（一）（說課稿） 學生情況：這節(jié)課是針對c層次的班級的二輪復習課，學生經過一輪復習對這部分知識點有了進一步的理解，但是到現(xiàn)在間隔的時間較長有些學生已經忘記了。對c層次學生的定位，他們在高考的理綜考試過程中，在緊張的時間里，能答的物理題確實不多，其中選修3-5部分的題目考點相對比較單一，難度不大，他們是有能力可以解答的，因此確定了動量守恒定律的內容是c層次學生主要得分點。教學設計思路：本節(jié)課基于學生的實際情況，結合2015年考試說明的要求，主題內容要求說明碰撞與動量守恒動量、動量守恒定律及其應用彈性碰撞和非

11、彈性碰撞只限于一維動量、動量守恒定律及其應用的考點要求能夠理解和正確的應用。動量守恒定律的考查通常有幾個方面；（1） 對動量守恒定律的正確理解和實驗驗證。（2） 動量守恒定律和能量的結合，背景模型有：碰撞問題、含有彈簧的物體系統(tǒng)、板塊相對滑動過程、子彈打木塊模型等。關于動量守恒定律的考查，2012年結合機械能守恒考查完全非彈性碰撞的模型，2013年考查含有彈簧的碰撞問題，2014年以實驗題的方式通過計算驗證動量守恒定律，計算量相比較大一些。連續(xù)近三年來的考查方式比較穩(wěn)定，綜合分析近三年來的考題，都是以一動一靜模型為中心進行前后的延伸，從而可與傳送帶、平拋運動、圓周運動、機械能等知識點進行綜合。

12、因此對于2015年的備考，也將做到吃透基本模型，讓學生在引導下進行發(fā)散思考，一動一靜模型中初始運動物體的初速度的獲得方式，學生能結合已有的知識，聯(lián)想到可以用子彈來打，可以用第三個物理運動來撞擊，可以是將物體放置在運動的傳送帶上獲得，可以是給物體一個瞬時的沖量，可以是讓物體從斜面或是四分之一個圓周上滑下，也可以是用另一個小球從某高度擺下撞擊等等。那么通過這樣的發(fā)散思考之后，選取一種情況來進行具體分析，規(guī)范相關規(guī)律的方程求解。然后做出總結，通過小過程組合就成了一道比較綜合的題目了，反之，一個比較復雜的題目，也是由幾個小的運動階段來組合而成的，這樣進一步讓學生除掉對物理試題的畏難情緒。因此確定了本次

13、課的主要內容和安排。想通過本次課作為引導，讓學生會正確運用基礎知識來分析解決問題，學會分析基本模型中的動量能量問題，進一步達到融匯貫通。對于動量守恒定律的另外的模型，如：一動一靜碰撞后兩者都有速度的情況，將在下一個課時中在進行具體復習。動量守恒問題中典型模型的分析（一）（教學反思） 通過本節(jié)課的實際教學實踐，本課的內容設置難度較低，適合我校高三年級基礎較薄弱的學生層次，對于學生的具體情況而言，物理選考3-5部分的第二輪復習，要求學生能夠從基本的一動一靜模型分析的過程，學到怎樣正確運用動量守恒定律和結合能量守恒定律解決相對應的題目，本課還以基本模型為起點，進行引導讓學生進行思維的發(fā)散，然后讓學生

14、學會將綜合的題目進行拆分，逐個突破，步步為營。引導學生在審題中做到眼到手到，及時勾畫出關鍵詞，準確快速的獲取題目信息。這點本人覺得是本節(jié)課中的最大亮點。其次是本課中還有諸多的不足之處，在關注學生的方面，沒有做到關注每一位學生；學生的書寫規(guī)范方面，沒有做好示范及嚴格要求。將在后面的教學過程嚴格要求自己，做好示范，規(guī)范學生的書寫。動量守恒問題中典型模型的分析（一）（學案）【典例】如圖所示，質量為m的木塊放在光滑水平面上，現(xiàn)有一質量為m的子彈以速度射入木塊中，且子彈未射穿木塊。求：（1）子彈射入木塊后木塊的速度（2）子彈打入木塊的過程中系統(tǒng)減少的動能；（3）分析減少的動能去哪兒了？【針對訓練1】如圖

15、所示，質量分別為1 kg、3 kg的滑塊a、b位于光滑水平面上，現(xiàn)使滑塊a以4 m/s的速度向右運動，與左側連有輕彈簧的滑塊b發(fā)生正撞求二者在發(fā)生碰撞的過程中：彈簧的最大彈性勢能；滑塊b的最大速度針對訓練2】如圖所示，質量為的小物塊以水平速度滑上原來靜止在光滑水平面上質量為的小車上，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)為，小車足夠長。求：（1）小物塊相對小車靜止時的速度；（2）從小物塊滑上小車到相對小車靜止時，系統(tǒng)產生的熱量和物塊相對小車滑行的距離?！踞槍τ柧?】如圖所示，在光滑水平面上有一質量m8 kg的木板，木板的中點處有一個質量m1.9 kg的木塊，木塊距木板左端的距離為10 m(木塊可視為質點)，

16、木塊與木板右半部分接觸面光滑，且木板右端固定一輕質彈簧一顆質量m00.1 kg的子彈以200 m/s的初速度水平向右飛來，瞬間擊中木塊并留在其中，如果最終木塊剛好不從木板上掉下來，求：（1）子彈打入木塊瞬間，子彈和木塊的速度（2）在整個運動過程中，彈簧具有的最大彈性勢能ep.（4）你認為這個題目還可以怎么考？你怎么解答？【課后作業(yè)】1、如圖，質量為m=6kg的木板b靜止于光滑水平面上，物塊a質量為m=3kg，停在b的左端質量為m0=1kg的小球用長為r=0.8m的輕繩懸掛在固定點o上，將輕繩拉著至水平位置后，由靜止釋放小球，小球在最低點與a發(fā)生碰撞，碰撞時間極短且無機械能損失，物塊與小球可視為

17、質點，不計空氣阻力已知a、b間的動摩擦因數(shù)=0.1，重力加速度g=10m/s2求：（1）小球與a碰撞前的瞬間，小球的速度及繩子對小球的拉力f的大??；（2）小球與a碰撞后的瞬間a的速度及小球的速度。（3）為使a、b達到共同速度前a不滑離木板，木板長l至少多長2、2014·北京卷22如圖所示，豎直平面內的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切，小滑塊a和b分別靜止在圓弧軌道的最高點和最低點現(xiàn)將a無初速釋放，a與b碰撞后結合為一個整體，并沿桌面滑動已知圓弧軌道光滑，半徑r0.2 m；a和b的質量相等；a和b整體與桌面之間的動摩擦因數(shù)0.2.重力加速度g取10 m/s2.求：(1) 碰撞前瞬間a的速率；(2) 碰撞后瞬間a和b整體的速率；(3) a和b整體在桌面上滑動的距離l.3、 如圖，光滑水平直軌道上有三個質量均為m的物塊a、b、c。b的左側固定一輕彈簧(彈簧左側的擋板質量不計)設a以速度v0朝b運動，壓縮彈簧；當a、 b速度相等時，b與c恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運動假設b和c碰撞過程