美妙的守恒定律說課課件-全國一等獎

第一章碰撞與動量守恒

第４節(jié)美妙的守恒定律說課流程教材與學(xué)情教學(xué)目標(biāo)教法與學(xué)法教學(xué)過程資源融合說明5432

1教材與學(xué)情教材的地位與作用

本節(jié)課選自《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理（選修3—5）》（滬科版）第1章“碰撞與動量守恒”中的第四節(jié)“美妙的守恒定律”，本節(jié)的內(nèi)容是建立在動能、動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律的基礎(chǔ)之上的，而前三個知識點都是學(xué)生學(xué)過的知識，因此，從理論上講，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下是完全可以較深刻的認(rèn)知的。本節(jié)屬于高考必考內(nèi)容，尤其是彈性碰撞過程中的動能守恒和動量守恒問題，多以大題的形式出現(xiàn)，所占分值較高，因此，該節(jié)內(nèi)容在整個高中物理階段都有舉足輕重的作用。教材通過介紹自然界中“美妙的守恒定律”，讓學(xué)生從千變?nèi)f化的物理現(xiàn)象中找出它們具有的不變因素或特征，從守恒與對稱的關(guān)系中去認(rèn)識守恒的美，是動量守恒定律的具體應(yīng)用，也為以后學(xué)習(xí)原子核結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。教材內(nèi)容模型研究碰撞中的動能研究彈性碰撞彈性碰撞：動量、動能都守恒非彈性碰撞：動量守恒、動能不守恒教材與學(xué)情

自然美--守恒定律碰撞遵守兩條鐵律：動量守恒和動能不增教材與學(xué)情學(xué)情分析知識基礎(chǔ)：1.動量守恒定律；2.能量守恒定律。能力基礎(chǔ)：二元二次方程的求解字母運算學(xué)情分析

授課班級為高二理科班的學(xué)生，他們已經(jīng)學(xué)完高中物理必修和理科必選模塊，對動能、能量守恒定律、動量守恒定律、碰撞的特點有比較全面的了解，但還不能理解碰撞的本質(zhì)，對碰撞的分類和特征、碰撞過程中動量、動能的變化關(guān)系認(rèn)識不清，不能正確概括出來，學(xué)生難理解主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，分不清發(fā)生的是那種類型的碰撞；第二，容易混淆碰撞前后系統(tǒng)的動量和動能；第三，不會分析系統(tǒng)的動能和動量是否守恒；第四，列出的方程式二元二次方程，部分同學(xué)不會解方程，因此分析不出來結(jié)果。知識與技能1.了解碰撞的類型，知道其主要特征；2.掌握彈性碰撞的規(guī)律，能根據(jù)彈性碰撞的規(guī)律解釋有關(guān)的現(xiàn)象和解決有關(guān)問題。過程與方法在探究碰撞特點的過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和邏輯推理能力，體會用實驗研究物理現(xiàn)象及發(fā)現(xiàn)規(guī)律，學(xué)習(xí)尋找守恒量的方法。情感態(tài)度與價值觀在總結(jié)物理學(xué)守恒定律的過程中，體會自然規(guī)律的和諧與統(tǒng)一之美。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)彈性碰撞和非彈性碰撞模型以及利用動量守恒定律和動能守恒去分析這兩種碰撞。重點判斷兩種碰撞的類型和用動量守恒定律和動能守恒去分析兩種碰撞。難點注重學(xué)生參與注重直觀演示注重知能統(tǒng)一教法選擇學(xué)法指導(dǎo)教法與學(xué)法引導(dǎo)探索式講練結(jié)合式學(xué)會到會學(xué)使書本圖形“動”起來引入新課123456碰撞分類彈性碰撞應(yīng)用鞏固提煉課題課后延展教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程問題：【設(shè)計意圖：通過動畫模擬演示實驗，激發(fā)學(xué)生主動探求知識的欲望，從而為下一步的教學(xué)活動奠定良好的基礎(chǔ)】引入新課1666年在英國皇家學(xué)會表演的實驗小球為什么會持續(xù)一直如此運動下去？教學(xué)過程計算分析完成教材中的表1和表2，比較兩滑塊碰撞前后的動能變化情況序號碰撞前系統(tǒng)動能碰撞后系統(tǒng)動能10.0274J0.0135J20.00881J0.00451J結(jié)論：碰撞前系統(tǒng)的動能大于碰撞后系統(tǒng)的動能，動能不守恒序號碰撞前系統(tǒng)動能碰撞后系統(tǒng)動能10.0138J0.0136J20.0154J0.0146J結(jié)論：誤差允許范圍內(nèi)，碰撞前系統(tǒng)的動能等于碰撞后系統(tǒng)的動能，動能守恒表1：表2：研究碰撞中能量教學(xué)過程1、彈性碰撞：動量、動能都守恒2、非彈性碰撞：動量守恒、動能不守恒

完全非彈性碰撞：碰撞后兩物粘合在一起，以共同速度運動【設(shè)計意圖：讓學(xué)生利用前面的實驗得到的數(shù)據(jù)，親自動手計算，發(fā)現(xiàn)問題---根據(jù)碰撞中能量的變化可將碰撞分類，為了加深對不同碰撞的理解，再通過動畫展示，讓學(xué)生深刻理解彈性碰撞、非彈性碰撞及完全非彈性碰撞的概念?！颗鲎驳姆诸惤虒W(xué)過程研究彈性碰撞【設(shè)計意圖：由于碰撞過程時間太短，很難觀察清楚，通過動畫按鈕控制慢鏡頭播放，突出了實驗現(xiàn)象，明確了碰撞過程的兩個階段，同時也不失實驗的真實性?！?/p>

碰撞過程中能量與形變量的演變——碰撞過程的“慢鏡頭”v1v共彈性碰撞非彈性碰撞完全非彈性碰撞動量守恒、動能損失最大碰撞過程分析構(gòu)建模型理論研究第一階段壓縮過程兩球接觸后均被壓縮而發(fā)生形變，由此產(chǎn)生彈力，使球m1減速，球m2加速，直到兩球的速度相等，壓縮過程結(jié)束．該過程中_____逐漸減少，

逐漸增加．當(dāng)速度相等時，________達(dá)到最大，而_____減至最小．動能彈性勢能彈性勢能動能第二階段恢復(fù)過程由于彈力的作用，球m1繼續(xù)減速，球m2繼續(xù)加速，使球m2的速度大于球m1的速度，兩球的形變逐漸減小，當(dāng)兩球即將分離的瞬間，形變完全消失．這一過程稱為恢復(fù)過程，該過程中

逐漸減小，_____逐漸增加，當(dāng)形變完全消失時，系統(tǒng)的_______為零，而______重新達(dá)到最大．彈性勢能動能彈性勢能動能研究碰撞過程自主填空【設(shè)計意圖：通過教師引導(dǎo)分析，學(xué)生自主歸納總結(jié)，讓學(xué)生明彈性碰撞的兩個過程，碰撞中動能變化和物體的彈性形變緊密相關(guān)?！縱1靜止m1m2v2’m2根據(jù)動量守恒定律彈性碰撞機(jī)械能守恒碰撞后兩個物體的速度物體m1以速度v1與原來靜止的物體m2發(fā)生彈性碰撞，碰撞后它們的速度分別為v1’

和v2’

。用m1、m2、v1表示v1’

和v2’

的公式。v1’m1構(gòu)建模型推導(dǎo)公式討論:a.當(dāng)m1＝m2時，v1’=0;v2’

=v1(質(zhì)量相等，交換速度)b.當(dāng)m1＞m2時，v1’

＞0;v2’

＞0.(大碰小，一起跑)c.當(dāng)m1＜m2時，v1’

＜0;v2’

＞0.(小碰大，要反彈)合作討論分析結(jié)論（英國皇家學(xué)會懸賞征答的問題）【設(shè)計意圖：教師的逐步引導(dǎo)讓學(xué)生根據(jù)方程組求解出兩球碰撞后的速度，培養(yǎng)學(xué)生的計算能力，學(xué)生討論分析完成教材上的三個問題，正確回答了英國皇家學(xué)會懸賞征答的問題，體會到成功的喜悅，也與本節(jié)課的引入相呼應(yīng)?！?.

1.如圖所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運動并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運動，則A、B組成的系統(tǒng)動能損失最大的時刻是(

)A．A開始運動時 B．A的速度等于v時C．B的速度等于零時 D．A和B的速度相等時Dv靜止BA1.AB系統(tǒng)動能損失最大的時刻，即彈性勢能最大的時刻。2.AB等速時，彈簧壓縮最短，彈性勢能最大。v’BA教學(xué)過程應(yīng)用鞏固2.兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝2m/s，當(dāng)球A追上B并發(fā)生碰撞后，兩球A、B速度的可能值是(取兩球碰撞前的運動方向為正)(

)A．vA′＝5m/s，vB′＝2.5m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝4m/sC．vA′＝－4m/s，vB′＝7m/sD．vA′＝7m/s，vB′＝1.5m/sP=mAvA+mBvB=10kg.m/s

///////////////////////AB解析1.碰撞前后動量守恒碰撞后PA’

=PB’

=PC’

=PD’

=10kg.m/s碰撞前2.如碰撞后向同方向運動，則后面物體的速度不能大于前面物體的速度．排除AD即碰撞后：A的速度減小，或反向，B的速度增大3.系統(tǒng)的總動能不能增加排除CB合作探究解決問題碰撞需滿足的三個條件：

3．運動制約-----合理，碰撞后，原來在前面的物體的速度一定增大，且原來在前面的物體的速度大于或等于原來在后面的物體的速度，即v前′≥v后′，否則碰撞沒有結(jié)束．教學(xué)過程提煉課題

大到茫茫宇宙，小到神秘微觀，平凡到日常生活，有著形形色色、風(fēng)格迥異的碰撞現(xiàn)象，雖然它們的運動個性十足，但都遵守兩條鐵的紀(jì)律：動量守恒和動能不增，這兩條規(guī)律就兩只無形的手，操縱和控制著事物發(fā)展的方向和進(jìn)程，尋求大千世界變化中的不變量，找到它，我們就能掌握事物變化的規(guī)律，這也是物理學(xué)探尋未知世界基本的思想方法！教學(xué)過程自然之美--物理學(xué)中的守恒定律【設(shè)計意圖：讓學(xué)生體會物理學(xué)中的守恒定律閃耀著自然美的光輝，每一條守恒定律都用極其簡練的語言將內(nèi)涵豐富的自然規(guī)律表述出來，表現(xiàn)出物理學(xué)的簡潔美，呼應(yīng)本節(jié)課的主題?！繉和B看作系統(tǒng)：碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒彈性碰撞中沒有機(jī)械能損失若在一光滑水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1、m2的剛性小球A和B，以初速度v1、v2運動，若它們能發(fā)生碰撞（為一維彈性碰撞），碰撞后它們的速度分別為v’1和v’2分別是多大？理論分析教學(xué)過程課后延展【設(shè)計意圖：復(fù)習(xí)、鞏固知識，發(fā)現(xiàn)、彌補(bǔ)不足；培養(yǎng)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)的習(xí)慣和鉆研精神；將課堂延伸，使學(xué)生將所學(xué)知識與方法再認(rèn)識和升華，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)內(nèi)化】教學(xué)資源與軟件支撐融合說明融合點一：通過Flash動畫模擬和實物實驗相結(jié)合的方法將300多年前有人在英國皇家學(xué)會表演的實驗把學(xué)生吸引到課堂