2024-2025學年高中物理 第16章 動量守恒定律 4 碰撞教案 新人教版選修3-5

2024-2025學年高中物理第16章動量守恒定律4碰撞教案新人教版選修3-5主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：高中物理第16章動量守恒定律4碰撞

2.教學年級和班級：高中二年級，物理選修3-5班

3.授課時間：2024年11月20日，第4節(jié)課

4.教學時數(shù)：45分鐘

【教學目標】

1.讓學生理解碰撞過程中動量守恒定律的應用。

2.學會計算完全彈性碰撞和非完全彈性碰撞問題。

3.掌握碰撞類型及其特點。

【教學內(nèi)容】

1.動量守恒定律在碰撞中的應用。

2.完全彈性碰撞與完全非彈性碰撞的特點及計算。

3.碰撞過程中能量守恒的探討。

【教學步驟】

1.導入新課（5分鐘）

利用生活實例引入碰撞的概念，激發(fā)學生興趣。

2.理論講解（15分鐘）

介紹動量守恒定律在碰撞中的應用，講解完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的定義及區(qū)別。

3.例題講解（15分鐘）

通過典型例題，展示完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的計算方法。

4.課堂練習（10分鐘）

布置兩道課堂練習題，讓學生獨立完成，鞏固所學知識。

5.總結(jié)與拓展（5分鐘）

對本節(jié)課所學內(nèi)容進行總結(jié)，引導學生探討碰撞過程中能量守恒的問題。

【課后作業(yè)】

1.完成教材課后習題，加深對動量守恒定律在碰撞中應用的理解。

2.查閱資料，了解實際生活中碰撞現(xiàn)象的例子，并進行分析。

【教學反思】

在課后對學生的掌握情況進行評估，針對存在的問題調(diào)整教學方法，以提高教學效果。核心素養(yǎng)目標1.科學思維：通過碰撞問題，培養(yǎng)學生運用物理概念進行科學推理的能力，掌握動量守恒定律的應用，提高解決問題的科學思維。

2.實證意識：使學生能夠運用物理知識對碰撞現(xiàn)象進行觀察、分析，培養(yǎng)實證意識，形成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

3.創(chuàng)新意識：鼓勵學生在解決碰撞問題時，嘗試不同的方法和思路，激發(fā)創(chuàng)新意識，提高解決問題的能力。

4.團隊協(xié)作：在課堂討論和練習中，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作精神，學會傾聽、交流、合作，共同解決問題。

5.物理觀念：通過本節(jié)課的學習，讓學生建立動量守恒、能量守恒等物理觀念，形成對自然界規(guī)律的深入認識。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了相關(guān)知識：在學習本節(jié)課之前，學生已掌握了牛頓運動定律、動量的基本概念、動量守恒定律的基本原理等基礎(chǔ)知識。此外，學生還具備一定的物理方程式運用和簡單問題解決能力。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：高中二年級學生通常對物理現(xiàn)象充滿好奇心，對實際生活中的碰撞問題有較高的興趣。他們在數(shù)學和邏輯推理方面具備一定能力，能夠通過抽象和概括的方式理解物理規(guī)律。學生的學習風格多樣，部分學生擅長通過圖像和示例理解概念，而另一些學生則更喜歡通過公式和計算解決問題。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在碰撞問題的學習中，學生可能會在以下方面遇到困難：（1）理解完全彈性碰撞和非完全彈性碰撞的區(qū)別，尤其是在計算過程中；（2）在運用動量守恒定律解決實際問題時，可能會忽視速度方向和相對運動的問題；（3）對于碰撞中能量守恒的理解，可能會感到抽象和難以把握；（4）在解決復雜的碰撞問題時，可能會因為數(shù)學運算能力的限制而感到困難。因此，在教學過程中，教師需要針對這些潛在難點進行針對性的指導和幫助。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學資源準備1.教材：

-確保每位學生都備有《高中物理》選修3-5教材，以便學生能夠預習和復習本節(jié)課內(nèi)容。

-準備與第16章動量守恒定律相關(guān)的教學大綱和知識點梳理資料，幫助學生構(gòu)建知識框架。

2.輔助材料：

-準備碰撞現(xiàn)象的圖片和視頻資料，包括完全彈性碰撞和非完全彈性碰撞的實際案例，以直觀展示碰撞類型和特點。

-制作動量守恒定律和能量守恒在碰撞中應用的動態(tài)圖表，幫助學生理解抽象概念。

-設(shè)計和打印課堂練習題，包括不同難度的題目，以便進行分層教學。

3.實驗器材：

-準備碰撞實驗所需的器材，如滑軌、小車、碰撞球、速度傳感器等，確保實驗的準確性和安全性。

-檢查實驗器材的功能性和校準情況，確保實驗數(shù)據(jù)的有效性。

-準備實驗操作指南和安全須知，指導學生正確進行實驗。

4.教室布置：

-將教室分為理論學習區(qū)和實驗操作區(qū)，確保理論學習區(qū)域安靜、舒適，有利于學生集中注意力。

-在實驗操作區(qū)設(shè)置實驗臺，并配備必要的實驗器材，為實驗課做好準備。

-在教室墻壁上懸掛與碰撞相關(guān)的物理概念圖和實驗步驟圖，方便學生隨時查閱。

-設(shè)置分組討論區(qū)域，配備白板或黑板，供學生討論和展示解題過程。

5.其他資源：

-準備網(wǎng)絡(luò)資源鏈接，如在線物理實驗室模擬軟件，供學生課后自主學習和探索。

-準備教學PPT，整合課程內(nèi)容、例題解析、實驗演示等，提高課堂效率。

-準備教學反饋表格，用于收集學生對課程內(nèi)容的理解和建議。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過學校的學習平臺，上傳預習PPT和視頻資料，明確要求學生預習動量守恒定律在碰撞中的應用。

-設(shè)計預習問題：圍繞碰撞問題，設(shè)計問題如“完全彈性碰撞與完全非彈性碰撞的區(qū)別是什么？”引導學生自主思考。

-監(jiān)控預習進度：通過學習平臺的數(shù)據(jù)分析，了解學生的預習情況，并通過微信群提醒學生按時完成預習任務。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生按照預習要求，閱讀教材和預習PPT，初步理解碰撞類型和動量守恒原理。

-思考預習問題：學生針對預習問題進行獨立思考，記錄自己的理解和解題思路。

-提交預習成果：學生將預習筆記、問題等通過學習平臺提交，以便教師了解學生的預習效果。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：培養(yǎng)學生自主學習能力，讓學生對碰撞問題有初步的認識。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺和微信群，實現(xiàn)資源共享和互動。

作用與目的：

-幫助學生提前了解碰撞問題，為課堂學習打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過播放生活中的碰撞視頻，引出本節(jié)課的主題，激發(fā)學生興趣。

-講解知識點：詳細講解動量守恒定律在碰撞中的應用，通過圖示和公式解釋完全彈性碰撞和非完全彈性碰撞的特點。

-組織課堂活動：設(shè)計小組討論碰撞實驗結(jié)果，讓學生通過角色扮演模擬碰撞過程，加深理解。

-解答疑問：針對學生在討論和實驗中提出的問題，給予解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：認真聽講，思考老師提出的問題，積極參與課堂互動。

-參與課堂活動：在小組討論和角色扮演中，親身體驗碰撞過程，應用動量守恒原理。

-提問與討論：對不理解的問題進行提問，與同學和老師進行討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過講解和示例，幫助學生深入理解碰撞知識點。

-實踐活動法：通過實驗和角色扮演，培養(yǎng)學生的動手能力和問題解決能力。

-合作學習法：通過小組討論，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學生深入理解碰撞問題，掌握動量守恒定律的應用。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學生的實踐操作能力和解決問題的能力。

-通過合作學習，增強學生的團隊協(xié)作和交流表達能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課內(nèi)容，布置適量的課后習題，鞏固學生對動量守恒定律的理解。

-提供拓展資源：推薦相關(guān)物理網(wǎng)站和視頻，鼓勵學生深入了解碰撞的物理原理。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生個性化的反饋和指導。

學生活動：

-完成作業(yè)：認真完成課后習題，鞏固課堂學習成果。

-拓展學習：利用拓展資源，進行更深入的自主學習，拓寬知識面。

-反思總結(jié)：對自己的學習過程進行反思，總結(jié)學習方法，提出改進措施。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習，提高自我驅(qū)動力。

-反思總結(jié)法：通過反思，幫助學生發(fā)現(xiàn)學習中的不足，促進自我提升。

作用與目的：

-鞏固學生對動量守恒定律的理解和應用能力。

-通過拓展學習，開闊學生的知識視野，增強學習興趣。

-通過反思總結(jié)，培養(yǎng)學生自我監(jiān)控和自我調(diào)節(jié)的學習習慣。知識點梳理1.動量守恒定律的基本概念

-動量的定義：動量是物體的質(zhì)量與其速度的乘積，是一個矢量。

-動量守恒定律：在一個沒有外力作用的系統(tǒng)中，系統(tǒng)總動量保持不變。

2.碰撞的類型

-完全彈性碰撞：碰撞前后，物體的形狀和大小完全恢復，動能沒有損失。

-完全非彈性碰撞：碰撞后，兩個物體粘在一起，動能損失最大。

-非彈性碰撞：介于完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞之間，動能有一定損失。

3.碰撞中的動量守恒

-碰撞過程中，系統(tǒng)總動量在水平方向上守恒。

-碰撞前后，物體的動量可以通過動量守恒定律進行計算。

4.碰撞中的能量守恒

-完全彈性碰撞中，系統(tǒng)總動能守恒。

-完全非彈性碰撞中，系統(tǒng)總動能損失最大。

-非彈性碰撞中，系統(tǒng)總動能有一定損失。

5.碰撞問題的解決方法

-確定碰撞類型：根據(jù)碰撞前后物體的速度關(guān)系，判斷碰撞類型。

-應用動量守恒定律：列出動量守恒方程，解出碰撞后的速度。

-討論能量守恒：根據(jù)碰撞類型，判斷能量是否守恒，計算能量損失。

6.碰撞問題的實際應用

-分析實際生活中的碰撞現(xiàn)象，如交通事故、運動場上的碰撞等。

-應用物理原理解決實際問題，如確定碰撞物體的速度、動量變化等。

7.實驗探究

-設(shè)計碰撞實驗，驗證動量守恒定律。

-通過實驗觀察碰撞過程中能量的損失情況。

8.數(shù)學表達和計算方法

-利用代數(shù)方法解一維碰撞問題。

-利用向量表示和計算二維碰撞問題。

-了解碰撞問題的數(shù)值解法。

9.碰撞與守恒觀念的建立

-理解物理守恒定律在自然界中的普遍性。

-建立動量守恒和能量守恒的觀念，認識其在物理現(xiàn)象中的重要性。

10.安全意識與物理學倫理

-在實驗和現(xiàn)實生活中，注意碰撞可能導致的安全問題。

-樹立正確的物理學倫理觀念，將物理知識應用于促進社會和諧和科技進步。內(nèi)容邏輯關(guān)系①碰撞問題的理論基礎(chǔ)

-重點知識點：動量守恒定律、完全彈性碰撞、完全非彈性碰撞、非彈性碰撞。

-關(guān)鍵詞：動量、守恒、彈性、非彈性。

-重點句：動量守恒定律是解決碰撞問題的基本原理。

②碰撞問題的解決方法

-重點知識點：動量守恒方程的建立、能量守恒的討論、碰撞后速度的計算。

-關(guān)鍵詞：方程、能量守恒、速度計算。

-重點句：通過建立動量守恒方程，可以計算出碰撞后物體的速度。

③碰撞現(xiàn)象的實際應用與實驗探究

-重點知識點：實際碰撞案例分析、碰撞實驗設(shè)計、能量損失的觀察。

-關(guān)鍵詞：案例分析、實驗設(shè)計、能量損失。

-重點句：通過實驗驗證動量守恒定律，并觀察碰撞過程中的能量損失。

板書設(shè)計：

1.動量守恒定律

-動量定義：m*v

-動量守恒：無外力作用時，系統(tǒng)總動量不變

2.碰撞類型

-完全彈性碰撞：形狀恢復，動能無損失

-完全非彈性碰撞：粘合，動能損失最大

-非彈性碰撞：介于兩者之間，動能部分損失

3.碰撞問題解決方法

-動量守恒方程：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'

-能量守恒討論：根據(jù)碰撞類型判斷能量變化

4.實際應用與實驗探究

-案例分析：實際碰撞問題解析

-實驗設(shè)計：驗證動量守恒定律

-能量損失：觀察碰撞中的能量轉(zhuǎn)化和損失課堂小結(jié)，當堂檢測-動量守恒定律是解決碰撞問題的核心原理，它表明在沒有外力作用的情況下，系統(tǒng)的總動量保持不變。

-碰撞可以分為完全彈性碰撞、完全非彈性碰撞和非彈性碰撞，它們在能量損失和速度變化方面有所不同。

-通過建立動量守恒方程，可以計算出碰撞后物體的速度，而根據(jù)碰撞類型的不同，可以討論能量守恒的情況。

-實際生活中的碰撞問題可以通過物理原理進行分析和解決，而實驗探究可以驗證動量守恒定律并觀察能量損失。

2.當堂檢測

-設(shè)計幾個碰撞問題，讓學生根據(jù)動量守恒定律和能量守恒原理進行解答。

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