美妙的守恒定律說課課件-全國一等獎(jiǎng)

第一章碰撞與動(dòng)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(shí)驗(yàn)教科書物理（選修3—5）》（滬科版）第1章“碰撞與動(dòng)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(dòng)能、動(dòng)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(shí)點(diǎn)都是學(xué)生學(xué)過的知識(shí)，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(dòng)能守恒和動(dòng)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(shí)守恒的美，是動(dòng)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(dòng)能研究彈性碰撞彈性碰撞：動(dòng)量、動(dòng)能都守恒非彈性碰撞：動(dòng)量守恒、動(dòng)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(dòng)量守恒和動(dòng)能不增教材與學(xué)情學(xué)情分析知識(shí)基礎(chǔ)：1.動(dòng)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(yùn)算學(xué)情分析

授課班級(jí)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(dòng)能、能量守恒定律、動(dòng)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(dòng)量、動(dòng)能的變化關(guān)系認(rèn)識(shí)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(dòng)量和動(dòng)能；第三，不會(huì)分析系統(tǒng)的動(dòng)能和動(dòng)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(huì)解方程，因此分析不出來結(jié)果。知識(shí)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(diǎn)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和邏輯推理能力，體會(huì)用實(shí)驗(yàn)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(jià)值觀在總結(jié)物理學(xué)守恒定律的過程中，體會(huì)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(dòng)量守恒定律和動(dòng)能守恒去分析這兩種碰撞。重點(diǎn)判斷兩種碰撞的類型和用動(dòng)量守恒定律和動(dòng)能守恒去分析兩種碰撞。難點(diǎn)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(huì)到會(huì)學(xué)使書本圖形“動(dòng)”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(jì)意圖：通過動(dòng)畫模擬演示實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探求知識(shí)的欲望，從而為下一步的教學(xué)活動(dòng)奠定良好的基礎(chǔ)】引入新課1666年在英國皇家學(xué)會(huì)表演的實(shí)驗(yàn)小球?yàn)槭裁磿?huì)持續(xù)一直如此運(yùn)動(dòng)下去？教學(xué)過程計(jì)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(dòng)能變化情況序號(hào)碰撞前系統(tǒng)動(dòng)能碰撞后系統(tǒng)動(dòng)能10.0274J0.0135J20.00881J0.00451J結(jié)論：碰撞前系統(tǒng)的動(dòng)能大于碰撞后系統(tǒng)的動(dòng)能，動(dòng)能不守恒序號(hào)碰撞前系統(tǒng)動(dòng)能碰撞后系統(tǒng)動(dòng)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(dòng)能等于碰撞后系統(tǒng)的動(dòng)能，動(dòng)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(dòng)量、動(dòng)能都守恒2、非彈性碰撞：動(dòng)量守恒、動(dòng)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(dòng)【設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生利用前面的實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，親自動(dòng)手計(jì)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(dòng)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。】碰撞的分類教學(xué)過程研究彈性碰撞【設(shè)計(jì)意圖：由于碰撞過程時(shí)間太短，很難觀察清楚，通過動(dòng)畫按鈕控制慢鏡頭播放，突出了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，明確了碰撞過程的兩個(gè)階段，同時(shí)也不失實(shí)驗(yàn)的真實(shí)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(dòng)量守恒、動(dòng)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?。畡?dòng)能彈性勢能彈性勢能動(dòng)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(dòng)能彈性勢能動(dòng)能研究碰撞過程自主填空【設(shè)計(jì)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(gè)過程，碰撞中動(dòng)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(dòng)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。v1’m1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(huì)懸賞征答的問題）【設(shè)計(jì)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(jì)算能力，學(xué)生討論分析完成教材上的三個(gè)問題，正確回答了英國皇家學(xué)會(huì)懸賞征答的問題，體會(huì)到成功的喜悅，也與本節(jié)課的引入相呼應(yīng)。】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(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng)，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是(

)A．A開始運(yùn)動(dòng)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)Dv靜止BA1.AB系統(tǒng)動(dòng)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。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(yùn)動(dòng)，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(dòng)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/sP=mAvA+mBvB=10kg.m/s

///////////////////////AB解析1.碰撞前后動(dòng)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(dòng)，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(dòng)能不能增加排除CB合作探究解決問題碰撞需滿足的三個(gè)條件：

3．運(yùn)動(dòng)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(dòng)個(gè)性十足，但都遵守兩條鐵的紀(jì)律：動(dòng)量守恒和動(dòng)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(jì)意圖：讓學(xué)生體會(huì)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(dòng)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(dòng)，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(jì)意圖：復(fù)習(xí)、鞏固知識(shí)，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(shí)與方法再認(rèn)識(shí)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(diǎn)一：通過Flash動(dòng)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(huì)表演的實(shí)驗(yàn)把學(xué)生吸引到課堂