動(dòng)量守恒問(wèn)題中典型模型的分析一教學(xué)設(shè)計(jì)

1、動(dòng)量守恒定理教學(xué)設(shè)計(jì)白云二中物理組 羅章舉一2015年考綱要求主題內(nèi)容要求說(shuō)明碰撞與動(dòng)量守恒動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用彈性碰撞和非彈性碰撞只限于一維二、教學(xué)內(nèi)容人民教育出版社物理選修3-5第十六章動(dòng)量守恒定律第一課時(shí)二教學(xué)目標(biāo)：（1） 知識(shí)與技能：通過(guò)基本模型的分析，正確理解和運(yùn)用動(dòng)量守恒定律，結(jié)合能量守恒，解決動(dòng)量守恒的問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生的知識(shí)遷移應(yīng)用能力。（2） 過(guò)程與方法：通過(guò)讓學(xué)生回顧學(xué)過(guò)的知識(shí)、遇到過(guò)的問(wèn)題，分析其中根本的模型，進(jìn)行分類歸納，讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)生過(guò)程中歸納法的重要性。（3） 情感、態(tài)度與價(jià)值觀：學(xué)生在課堂的師生互動(dòng)和生生間的交流，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)和他人和諧相處，借鑒他人的長(zhǎng)

2、處，彌補(bǔ)自己的不足。通過(guò)對(duì)問(wèn)題的發(fā)散思考，激發(fā)起學(xué)生的聯(lián)想學(xué)習(xí)興趣。3 教學(xué)重點(diǎn)正確理解動(dòng)量守恒定律，結(jié)合能量守恒對(duì)動(dòng)量問(wèn)題中的一動(dòng)一靜模型的分析，規(guī)范書(shū)寫出符合相關(guān)規(guī)律的數(shù)學(xué)方程。4 教學(xué)難點(diǎn) 對(duì)模型中動(dòng)量守恒和能量守恒的分析和模型中初始運(yùn)動(dòng)物體速度的獲得方式的發(fā)散思考。5 教學(xué)方法 聯(lián)想法、歸納法、講授法六、教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課通過(guò)屏幕展示近幾次模擬考試遇到的選考3-5動(dòng)量守恒定律的題目的圖形。引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)，這些圖形中包含了哪些基本模型？ 歸納分類出： 展示學(xué)生親身遇到的問(wèn)題，進(jìn)行歸類，讓學(xué)生學(xué)會(huì)歸納法?？焖僖饘W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。講授新課1.模型分析：

3、 歸納出來(lái)的這些模型中，若地面光滑，兩個(gè)物體的碰撞或者相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中，系統(tǒng)的動(dòng)量和機(jī)械能方面滿足什么規(guī)律？2.分析典型例題 如圖所示，質(zhì)量為m的木塊放在光滑水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)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(guò)程中系統(tǒng)減少的動(dòng)能； 引導(dǎo)分析題中關(guān)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(dòng)量守恒定律，子彈打入木塊后最終共速，讓學(xué)生寫出守恒方程。巡視并指導(dǎo)請(qǐng)兩位學(xué)生將自己的展示到黑板上。引導(dǎo)學(xué)生分析子彈打入木塊前后，系統(tǒng)總動(dòng)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(dòng)能去哪兒了？ 分析得出

4、：模型的特點(diǎn)， 一動(dòng)一靜，最終共速，系統(tǒng)合外力為零（系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力），滿足動(dòng)量守恒定律。系統(tǒng)總動(dòng)能減少，轉(zhuǎn)化為其他形式能量。 展示例題，分析題目中的關(guān)鍵條件。 寫出系統(tǒng)總動(dòng)量守恒方程：得： 對(duì)打入前后系統(tǒng)總動(dòng)能進(jìn)行比較， 減少的動(dòng)能：思考，回答。 通過(guò)提問(wèn)讓學(xué)生進(jìn)行思考動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒的守恒條件。 督促學(xué)生仔細(xì)審題，養(yǎng)成良好的讀題習(xí)慣，做到眼到筆到。 展示出學(xué)生還存在問(wèn)題，不會(huì)寫守恒方程，或是寫出一些似是而非的錯(cuò)誤的方程。引起學(xué)生的注意，能力得到提升。 讓學(xué)生站在能量守恒的高度來(lái)看問(wèn)題，提升思維境界。課堂訓(xùn)練1.如圖所示，質(zhì)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(yùn)動(dòng)，與左側(cè)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(guò)程中，彈簧的最大彈性勢(shì)能。 請(qǐng)兩個(gè)學(xué)生將自己的結(jié)果展示到黑板上。（找一個(gè)寫得好的和一個(gè)寫得不規(guī)范的甚至是錯(cuò)的）提問(wèn)學(xué)生的思路。2.如圖所示，質(zhì)量為的小物塊以水平速度滑上原來(lái)靜止在光滑水平面上質(zhì)量為的小車上，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，小車足夠長(zhǎng)。求：(1)小物塊相對(duì)小車靜止時(shí)的速度；(2)從小物塊滑上小車到相對(duì)小車靜止時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量和物塊相對(duì)小車滑行的距離。 認(rèn)真分析題目條件，確定研究系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程，寫出系統(tǒng)總動(dòng)量守恒方程并解答。 展示存在的問(wèn)題，引起學(xué)生的注意，能力得到提升。課堂總結(jié) 通過(guò)本節(jié)課學(xué)習(xí)和

6、訓(xùn)練，你學(xué)到了什么？怎樣分析和解決動(dòng)量守恒定律的問(wèn)題？ 總結(jié)本節(jié)課學(xué)到的模型分析方法和解題思路。 通過(guò)學(xué)生自己歸納總結(jié)，鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容。七、教學(xué)反思本節(jié)課運(yùn)用了多種教學(xué)方法，以高考大綱要求引導(dǎo)學(xué)生分析歸納動(dòng)量守恒問(wèn)題中的典型模型，并將基本模型作為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)散思考，預(yù)演組合出新的綜合題型，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果。整節(jié)課教學(xué)課堂氣氛良好，課堂活動(dòng)的開(kāi)展順利，學(xué)生積極性高。以學(xué)生親身經(jīng)歷做過(guò)的題目為切入點(diǎn)極大的引發(fā)了學(xué)生的興趣，更覺(jué)得學(xué)有所用。學(xué)生能夠從基本的一動(dòng)一靜模型分析的過(guò)程，學(xué)到怎樣正確運(yùn)用動(dòng)量守恒定律和結(jié)合能量守恒定律解決相對(duì)應(yīng)的題目。并以基本模型為起點(diǎn)，進(jìn)行思維的發(fā)散，學(xué)會(huì)將綜合的題目進(jìn)行

7、拆分，逐個(gè)突破，步步為營(yíng)，引導(dǎo)學(xué)生在審題中做到眼到手到，及時(shí)勾畫出關(guān)鍵詞，準(zhǔn)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(xué)中需要注意的問(wèn)題。1、沒(méi)考慮一部分起點(diǎn)較好，認(rèn)知水平高的同學(xué)，出現(xiàn)了部分學(xué)生“吃不飽”的情況，在今后的教學(xué)可考慮在針對(duì)訓(xùn)練中提出有一定難度的問(wèn)題，滑塊b的最大速度是多少？2、在關(guān)注學(xué)生的方面，沒(méi)有做到關(guān)注每一位學(xué)生；學(xué)生的書(shū)寫規(guī)范方面，沒(méi)有做好示范及嚴(yán)格要求。將在后面的教學(xué)過(guò)程中嚴(yán)格要求自己，做好示范，規(guī)范學(xué)生的書(shū)寫。一動(dòng)一靜模型： （提問(wèn)：我們常見(jiàn)到的動(dòng)量守恒問(wèn)題題目中有哪些模型？通過(guò)提問(wèn)讓學(xué)生進(jìn)行思維活動(dòng)，模型較多，進(jìn)行分類，本課就先分析一動(dòng)一靜的模型） 應(yīng)用

8、動(dòng)量守恒和能量守恒綜合分析 （提問(wèn)：以上這些模型中若地面光滑，兩個(gè)物體的碰撞或者相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中，系統(tǒng)的動(dòng)量和機(jī)械能方面滿足什么規(guī)律？通過(guò)提問(wèn)讓學(xué)生進(jìn)行思考動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒的守恒條件。） 一動(dòng)一靜，系統(tǒng)合外力為零（系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力），滿足動(dòng)量守恒定律。系統(tǒng)總動(dòng)能減少，轉(zhuǎn)化為其他形式能量。【典型例題】【典例】如圖所示，質(zhì)量為m的木塊放在光滑水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)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(guò)程中系統(tǒng)減少的動(dòng)能；（3）分析減少的動(dòng)能去哪兒了？【針對(duì)訓(xùn)練】如圖所示，質(zhì)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(yùn)動(dòng)，與左側(cè)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(guò)程中：彈簧的最大彈性勢(shì)能；滑塊b的最大速度【針對(duì)訓(xùn)練】如圖所示，質(zhì)量為的小物塊以水平速度滑上原來(lái)靜止在光滑水平面上質(zhì)量為的小車上，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，小車足夠長(zhǎng)。求：(1)小物塊相對(duì)小車靜止時(shí)的速度；(2)從小物塊滑上小車到相對(duì)小車靜止時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量和物塊相對(duì)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(gè)題目你認(rèn)為還可以怎么考呢？【總結(jié)提升】處理動(dòng)量守恒問(wèn)題的思路和方法（1） 仔細(xì)審題分析情景，確定研究對(duì)象（系統(tǒng)）和研究階段；（2） 分析所研究的過(guò)程中符合的基本模型和對(duì)應(yīng)

10、的規(guī)律；（3） 寫出對(duì)應(yīng)的規(guī)律方程求解，分析檢驗(yàn)結(jié)果是否正確。動(dòng)量守恒問(wèn)題中典型模型的分析（一）（說(shuō)課稿） 學(xué)生情況：這節(jié)課是針對(duì)c層次的班級(jí)的二輪復(fù)習(xí)課，學(xué)生經(jīng)過(guò)一輪復(fù)習(xí)對(duì)這部分知識(shí)點(diǎn)有了進(jìn)一步的理解，但是到現(xiàn)在間隔的時(shí)間較長(zhǎng)有些學(xué)生已經(jīng)忘記了。對(duì)c層次學(xué)生的定位，他們?cè)诟呖嫉睦砭C考試過(guò)程中，在緊張的時(shí)間里，能答的物理題確實(shí)不多，其中選修3-5部分的題目考點(diǎn)相對(duì)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(dòng)量守恒定律的內(nèi)容是c層次學(xué)生主要得分點(diǎn)。教學(xué)設(shè)計(jì)思路：本節(jié)課基于學(xué)生的實(shí)際情況，結(jié)合2015年考試說(shuō)明的要求，主題內(nèi)容要求說(shuō)明碰撞與動(dòng)量守恒動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用彈性碰撞和非

11、彈性碰撞只限于一維動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用的考點(diǎn)要求能夠理解和正確的應(yīng)用。動(dòng)量守恒定律的考查通常有幾個(gè)方面；（1） 對(duì)動(dòng)量守恒定律的正確理解和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（2） 動(dòng)量守恒定律和能量的結(jié)合，背景模型有：碰撞問(wèn)題、含有彈簧的物體系統(tǒng)、板塊相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程、子彈打木塊模型等。關(guān)于動(dòng)量守恒定律的考查，2012年結(jié)合機(jī)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(wèn)題，2014年以實(shí)驗(yàn)題的方式通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，計(jì)算量相比較大一些。連續(xù)近三年來(lái)的考查方式比較穩(wěn)定，綜合分析近三年來(lái)的考題，都是以一動(dòng)一靜模型為中心進(jìn)行前后的延伸，從而可與傳送帶、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行綜合。

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

13、課的主要內(nèi)容和安排。想通過(guò)本次課作為引導(dǎo)，讓學(xué)生會(huì)正確運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)來(lái)分析解決問(wèn)題，學(xué)會(huì)分析基本模型中的動(dòng)量能量問(wèn)題，進(jìn)一步達(dá)到融匯貫通。對(duì)于動(dòng)量守恒定律的另外的模型，如：一動(dòng)一靜碰撞后兩者都有速度的情況，將在下一個(gè)課時(shí)中在進(jìn)行具體復(fù)習(xí)。動(dòng)量守恒問(wèn)題中典型模型的分析（一）（教學(xué)反思） 通過(guò)本節(jié)課的實(shí)際教學(xué)實(shí)踐，本課的內(nèi)容設(shè)置難度較低，適合我校高三年級(jí)基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生層次，對(duì)于學(xué)生的具體情況而言，物理選考3-5部分的第二輪復(fù)習(xí)，要求學(xué)生能夠從基本的一動(dòng)一靜模型分析的過(guò)程，學(xué)到怎樣正確運(yùn)用動(dòng)量守恒定律和結(jié)合能量守恒定律解決相對(duì)應(yīng)的題目，本課還以基本模型為起點(diǎn)，進(jìn)行引導(dǎo)讓學(xué)生進(jìn)行思維的發(fā)散，然后讓學(xué)生

14、學(xué)會(huì)將綜合的題目進(jìn)行拆分，逐個(gè)突破，步步為營(yíng)。引導(dǎo)學(xué)生在審題中做到眼到手到，及時(shí)勾畫出關(guān)鍵詞，準(zhǔn)確快速的獲取題目信息。這點(diǎn)本人覺(jué)得是本節(jié)課中的最大亮點(diǎn)。其次是本課中還有諸多的不足之處，在關(guān)注學(xué)生的方面，沒(méi)有做到關(guān)注每一位學(xué)生；學(xué)生的書(shū)寫規(guī)范方面，沒(méi)有做好示范及嚴(yán)格要求。將在后面的教學(xué)過(guò)程嚴(yán)格要求自己，做好示范，規(guī)范學(xué)生的書(shū)寫。動(dòng)量守恒問(wèn)題中典型模型的分析（一）（學(xué)案）【典例】如圖所示，質(zhì)量為m的木塊放在光滑水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)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(guò)程中系統(tǒng)減少的動(dòng)能；（3）分析減少的動(dòng)能去哪兒了？【針對(duì)訓(xùn)練1】如圖

15、所示，質(zhì)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(yùn)動(dòng)，與左側(cè)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(guò)程中：彈簧的最大彈性勢(shì)能；滑塊b的最大速度針對(duì)訓(xùn)練2】如圖所示，質(zhì)量為的小物塊以水平速度滑上原來(lái)靜止在光滑水平面上質(zhì)量為的小車上，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，小車足夠長(zhǎng)。求：（1）小物塊相對(duì)小車靜止時(shí)的速度；（2）從小物塊滑上小車到相對(duì)小車靜止時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量和物塊相對(duì)小車滑行的距離。【針對(duì)訓(xùn)練3】如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量m8 kg的木板，木板的中點(diǎn)處有一個(gè)質(zhì)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(zhì)點(diǎn))，

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(zhì)彈簧一顆質(zhì)量m00.1 kg的子彈以200 m/s的初速度水平向右飛來(lái)，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(lái)，求：（1）子彈打入木塊瞬間，子彈和木塊的速度（2）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能ep.（4）你認(rèn)為這個(gè)題目還可以怎么考？你怎么解答？【課后作業(yè)】1、如圖，質(zhì)量為m=6kg的木板b靜止于光滑水平面上，物塊a質(zhì)量為m=3kg，停在b的左端質(zhì)量為m0=1kg的小球用長(zhǎng)為r=0.8m的輕繩懸掛在固定點(diǎn)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(diǎn)與a發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短且無(wú)機(jī)械能損失，物塊與小球可視為

17、質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力已知a、b間的動(dòng)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(duì)小球的拉力f的大小；（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(dá)到共同速度前a不滑離木板，木板長(zhǎng)l至少多長(zhǎng)2、2014·北京卷22如圖所示，豎直平面內(nèi)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(diǎn)和最低點(diǎn)現(xiàn)將a無(wú)初速釋放，a與b碰撞后結(jié)合為一個(gè)整體，并沿桌面滑動(dòng)已知圓弧軌道光滑，半徑r0.2 m；a和b的質(zhì)量相等；a和b整體與桌面之間的動(dòng)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(dòng)的距離l.3、 如圖，光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊a、b、c。b的左側(cè)固定一輕彈簧(彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計(jì))設(shè)a以速度v0朝b運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧；當(dāng)a、 b速度相等時(shí)，b與c恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)假設(shè)b和c碰撞過(guò)程