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文檔簡介
第一章碰撞與動量守恒 第 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 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(shí)驗(yàn)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(gè)知識點(diǎn)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(gè)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) 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 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 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(diǎn)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(gè)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 教學(xué)目標(biāo) 教學(xué)目標(biāo) 教法與學(xué)法 學(xué)會到會學(xué) 使書本圖形 動 起來 引入新課 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 引入新課 1666年在英國皇家學(xué)會表演的實(shí)驗(yàn) 小球?yàn)槭裁磿掷m(xù)一直如此運(yùn)動下去 教學(xué)過程 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 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(yùn)動 碰撞的分類 教學(xué)過程 研究彈性碰撞 碰撞過程中能量與形變量的演變 碰撞過程的 慢鏡頭 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(shí) 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(shí) 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 根據(jù)動量守恒定律 彈性碰撞機(jī)械能守恒 碰撞后兩個(gè)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 構(gòu)建模型推導(dǎo)公式 討論 a 當(dāng)m1 m2時(shí) v1 0 v2 v1 質(zhì)量相等 交換速度 b 當(dāng)m1 m2時(shí) v1 0 v2 0 大碰小 一起跑 c 當(dāng)m1 m2時(shí) 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 4 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(yùn)動并與彈簧發(fā)生碰撞 a b始終沿同一直線運(yùn)動 則a b組成的系統(tǒng)動能損失最大的時(shí)刻是 a a開始運(yùn)動時(shí)b a的速度等于v時(shí)c b的速度等于零時(shí)d a和b的速度相等時(shí) d 1 ab系統(tǒng)動能損失最大的時(shí)刻 即彈性勢能最大的時(shí)刻 2 ab等速時(shí) 彈簧壓縮最短 彈性勢能最大 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(yùn)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(yùn)動方向?yàn)檎?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 s p mava mbvb 10kg m s 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(yùn)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c b 合作探究解決問題 碰撞需滿足的三個(gè)條件 3 運(yùn)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(yùn)動個(gè)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 將a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(gè)質(zhì)量分別為m1 m2的剛性小球a和b 以初速度v1 v2運(yùn)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 教學(xué)資源與軟件支撐融合說明 融合點(diǎn)一 通過flash動畫模擬和實(shí)物實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)把學(xué)生吸引到課堂中來 這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)時(shí)許多科學(xué)家百思不得其解 英國皇家學(xué)會懸賞征答 并且引發(fā)學(xué)生思考 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣 融合點(diǎn)二 通過兩個(gè)小視頻播放非彈性碰撞和完全非彈性
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