《第2節(jié)動量守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì)(福建省縣級優(yōu)課)-物理教案

應(yīng)用力學(xué)三大觀點(diǎn)解決綜合問題福清龍西中學(xué)物理組胡金華教材分析力學(xué)三大觀點(diǎn)即動力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)和動量觀點(diǎn)，它們在力學(xué)中是具有重要地位，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)其它物理規(guī)律的基礎(chǔ)，是掌握力學(xué)中的物理規(guī)律解決較復(fù)雜力學(xué)綜合問題必不可少的知識。二．教學(xué)目標(biāo)（1）知識與技能：1、知道什么是力學(xué)三大觀點(diǎn)2、理解動力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)和動量觀點(diǎn)的基本規(guī)律和適用條件3、學(xué)會一題多解，能用三大觀點(diǎn)靈活處理較復(fù)雜綜合問題（2）過程與方法：通過復(fù)習(xí)、歸納、小結(jié)把知識系統(tǒng)化（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀：1、通過投影同學(xué)作業(yè)，找出錯誤或不足，在以后作業(yè)或考試中樹立解題規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮昧?xí)慣2、通過學(xué)習(xí)，學(xué)會在解題中要靈活運(yùn)用力學(xué)三大觀點(diǎn)解決較復(fù)雜的力學(xué)物理問題的意識三．教學(xué)重點(diǎn)：理解力學(xué)三大觀點(diǎn)的規(guī)律，并能熟練運(yùn)用四．教學(xué)難點(diǎn)：在解題中學(xué)會優(yōu)先運(yùn)用能量觀點(diǎn)解決物理問題五．學(xué)情分析本節(jié)課是在同學(xué)們學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動定律及運(yùn)動學(xué)公式、能量守恒定律和動量守恒定律及動量定理、動能能定理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步歸納總結(jié)出力學(xué)中三大觀點(diǎn)的特點(diǎn)，并進(jìn)一步推出它們的適用范圍，學(xué)會根據(jù)具體問題靈活運(yùn)用三大觀點(diǎn)解題。所以對三大觀點(diǎn)的理解與運(yùn)用是本節(jié)課的重點(diǎn)，學(xué)會優(yōu)先采用能量觀點(diǎn)解題是本節(jié)的難點(diǎn)。教學(xué)方法：分析、觀察、總結(jié)講授式、啟發(fā)式、探究式課時安排：1課時教學(xué)過程（一）復(fù)習(xí)提問教師提問：什么是力學(xué)中的三大觀點(diǎn)，其適用條件是什么？學(xué)生活動：思考后叫程度稍好學(xué)生回答（二）正課教學(xué)一、力學(xué)三大觀點(diǎn)介紹（PPT展示）1.動力學(xué)觀點(diǎn)：牛頓運(yùn)動定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)規(guī)律解題適合于解決恒力作用下的物體的運(yùn)動，如勻變速直線（曲線）運(yùn)動，變力作用下的復(fù)雜運(yùn)動無能為力。2.動量觀點(diǎn)：運(yùn)用動量定理和動量守恒定律解題動量是狀態(tài)量，動量守恒不涉及過程，所以尤其適用變力作用下的復(fù)雜運(yùn)動。如打擊、碰撞等瞬時作用問題。當(dāng)然，對恒力的持續(xù)作用問題也可以從動量角度來解決。3.能量觀點(diǎn)：運(yùn)用動能定理和機(jī)械能守恒定律或功能關(guān)系來解題能是狀態(tài)量，運(yùn)用定能定理或機(jī)械能守恒定律只涉及初末狀態(tài)，而不必關(guān)心中間過程，所以是使解題過程大大簡化，無論是恒力或變力、持續(xù)作用或短暫作用、直線運(yùn)動或曲線運(yùn)動，都可以從能量角度來解決，而且越是復(fù)雜多變的用動力學(xué)觀點(diǎn)解決不了的問題，用能量的觀點(diǎn)卻可以輕松解決。教師活動：板書力學(xué)中的三大觀點(diǎn)二、方框圖用ppt展示常見多過程問題審題與思維規(guī)范化：1.問題2.對象3.條件4.過程教師活動：板書審題四要素四、典型例題（PPT展示）如圖所示,一質(zhì)量為M的木板靜止于光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的木塊以初速度v0從左端滑上木板，已知二者之間的動摩擦因數(shù)為u，若木塊最終未脫離木板，則木板至少多長？注：為了節(jié)省時間，提前叫學(xué)生做，要求全部上交并全部批改。教師活動：慢讀題，引導(dǎo)學(xué)生如何在讀題過程中按照四要素審題學(xué)生活動：思考并畫圖。教師巡視并指導(dǎo)存在問題。教師活動：提問學(xué)生本題的研究對象是誰？通過審題獲取了哪些已知條件，隱含條件是什么？為了要解決問題，研究對象經(jīng)歷了哪幾個狀態(tài)、哪幾個物理過程、可用什么規(guī)律解題？教師活動：通過巡視叫剛才做得好點(diǎn)同學(xué)回答剛才提問。學(xué)生活動:同學(xué)積極回答問題。教師活動：叫剛才回答同學(xué)上臺畫出草圖，并強(qiáng)調(diào)要標(biāo)出木板和木塊的對地位移及指出木板至少需要的長度是哪段？其他同學(xué)在下面畫，畫完后看老師批改后的作業(yè)，如果有錯，思考錯在哪里？學(xué)生活動：學(xué)生上臺板演教師活動：點(diǎn)評同學(xué)畫的草圖，并指出不足之處。教師活動：反問同學(xué)們“草圖已畫好，那么木塊長度至少多長該怎么去求呢？用什么知識去求？”鼓勵大家積極回答問題，暢所欲言。學(xué)生活動：同學(xué)們根據(jù)自己做的踴躍回答，課堂氣氛活躍。教師活動：肯定同學(xué)們的做法，并一一給予贊賞“很好、不錯，繼續(xù)努力。。。。。?！苯處熆偨Y(jié)：除了你們給出的常用動力學(xué)方法之外，還可用動量或能量觀點(diǎn)解題，組合一下總共有九種方法之多。教師活動：PPT展示這九種方法并板書這些方法方法一：牛頓定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式方法二：動量守恒結(jié)合牛頓定律及運(yùn)動學(xué)公式方法三：動量守恒結(jié)合動能定理方法四：動量守恒結(jié)合能量守恒方法五：動量守恒結(jié)合功能關(guān)系方法六：動量定理結(jié)合牛頓定律及運(yùn)動學(xué)公式方法七：動量定理結(jié)合動能定理方法八：動量定理結(jié)合能量守恒方法九：動量定理結(jié)合功能關(guān)系1.動力學(xué)觀點(diǎn):牛頓運(yùn)動定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式見方法一教師活動:投影某同學(xué)作業(yè)見課件第8幅幻燈片教師提問：這個同學(xué)（第8幅幻燈片）在解題過程中把m和M看做整體，能看做整體嗎？并提問何時可把兩個或兩個以上物體看做整體？學(xué)生活動：請最先發(fā)聲同學(xué)回答教師活動：點(diǎn)評剛才同學(xué)發(fā)言并指出在投影作業(yè)的錯誤之處并幫其矯正，求加速度時，研究對象是誰，則a對應(yīng)的就是誰的m,切記不可亂來。整體法選用原則：幾個物體的運(yùn)動狀態(tài)（速度或加速度）相同時才可看做整體，否則只能用隔離法。教師活動：投影第二位同學(xué)的作業(yè)見課件第9幅幻燈片教師提問：這位同學(xué)解題過程錯在哪里？學(xué)生回答：m和M相對靜止時的速度相同但并不為零，所以各自對地位移就求錯了。2.動量觀點(diǎn)：運(yùn)用動量定理和動量守恒定律解題見方法二～方法九教師活動：展示第三位同學(xué)作業(yè)（見幻燈片11）并教學(xué)生思考錯在哪里？如何解決？學(xué)生活動：求時間時候公式寫反了，而且加速度求錯了導(dǎo)致位移也就錯了，而且所求的位移只是m的對地位移，還要求M的對地位移。。。。。。教師活動：展示第四位同學(xué)作業(yè)（見幻燈片12）并叫學(xué)生思考錯在哪里？如何解決？生:M的加速度求錯了，錯在合外力不是應(yīng)該是，其它思路都對很可惜。能量觀點(diǎn)：運(yùn)用動能定理和機(jī)械能守恒定律或功能關(guān)系解題見方法三～五、方法七～九教師活動：展示第五位同學(xué)作業(yè)（見幻燈片14）師生互動：很明顯共同速度沒看到求解過程，加一個系統(tǒng)動量守恒公式即可教師活動：展示第六位同學(xué)作業(yè)（見幻燈片15）并請同學(xué)觀察錯在哪里？學(xué)生一起回答：錯的很離譜，動能定理用錯了而且加速度也求錯了。教師提問：誰能幫其改正？請程度較好同學(xué)上來改正教師點(diǎn)評：在用動能定理時候，一般是對單個物體（除非看做整體），公式左邊是合外力做功，公式右邊是這個物體的動能的改變。此外在求解功時為合外力做的功，位移為對地的位移而不是相對位移。教師活動：展示做得比較好的作業(yè)見幻燈片17和幻燈片19教師點(diǎn)評：這兩位同學(xué)做得比較好但細(xì)節(jié)地方要注意的是“在用動量守恒定律時一定要規(guī)定正方向”，此外功能關(guān)系和動能定理在使用時格式是不同的，注意不可亂用。如幻燈片19那位同學(xué)的公式對應(yīng)的規(guī)律應(yīng)該為功能關(guān)系而不是動能定理，因?yàn)閯幽芏ɡ硎菍蝹€物體，而功能關(guān)系不受這個限制，此題系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱可用滑動摩擦力做功大小來衡量，此功由能量守恒即為系統(tǒng)動能的損失：教師活動：展示幻燈片20并指出這位同學(xué)所用規(guī)律用錯了應(yīng)該要用功能關(guān)系，而且外力做功中的3莫名其妙，可見受力分析不到家。教師活動：在同學(xué)們作業(yè)中沒發(fā)現(xiàn)用動量定理來解題，其實(shí)在求它們相對靜止時的速度也可以來求。請同學(xué)們想想，動量定理如何用？留出3分鐘時間思考。學(xué)生活動：學(xué)生思考并嘗試解答。規(guī)范解題過程如下：規(guī)定水平向右為正方向,根據(jù)動量定理：對m:①對M：②聯(lián)立①②可得接下來與動能定理、能量守恒或功能關(guān)系聯(lián)合，即是方法六～方法五、小結(jié)本講為力學(xué)綜合問題,涉及動力學(xué)、功能關(guān)系,解此類題目用何種觀點(diǎn)選用的原則：(1)當(dāng)單個物體受到恒力作用發(fā)生運(yùn)動狀態(tài)的改變而且又涉及時間時,一般選擇用動力學(xué)方法解題。(2)當(dāng)涉及功、能和位移時,一般選用動能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系或能量守恒定律解題,題目中出現(xiàn)相對位移時,應(yīng)優(yōu)先選擇功能關(guān)系或能量守恒定律。切記：動能定理一般單個用。(3)當(dāng)涉及多個物體及時間時,一般考慮動量定理、動量守恒定律。(4)當(dāng)涉及細(xì)節(jié)并要求分析力時,一般選擇牛頓運(yùn)動定律,對某一時刻的問題選擇牛頓第二定律求解。(5)復(fù)雜問題的分析一般需選擇能量的觀點(diǎn)、動量的觀點(diǎn)、運(yùn)動與力的觀點(diǎn)綜合解題。（高考題經(jīng)常三種觀點(diǎn)都有考查）六、布置作業(yè)見評測練習(xí)七、板書設(shè)計(jì)應(yīng)用力學(xué)三大觀點(diǎn)解決綜合問題力學(xué)三大觀點(diǎn)1.動力學(xué)觀點(diǎn)：牛頓運(yùn)動定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)規(guī)律解題2.動量觀點(diǎn)：運(yùn)用動量定理和動量守恒定律解題3.能量觀點(diǎn)：運(yùn)用動能