(教學(xué)設(shè)計)第1章 素養(yǎng)培優(yōu)課1 動量守恒定律的綜合應(yīng)用的兩種模型2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第一冊(魯科版2019)

(教學(xué)設(shè)計)第1章素養(yǎng)培優(yōu)課1動量守恒定律的綜合應(yīng)用的兩種模型2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第一冊(魯科版2019)主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容《素養(yǎng)培優(yōu)課1動量守恒定律的綜合應(yīng)用的兩種模型》選自2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第一冊(魯科版2019)第1章。本節(jié)課主要內(nèi)容包括：

1.動量守恒定律的基本概念及其數(shù)學(xué)表達；

2.動量守恒定律在碰撞問題中的應(yīng)用，包括彈性碰撞和非彈性碰撞；

3.兩種典型模型：完全彈性碰撞模型和完全非彈性碰撞模型；

4.利用動量守恒定律解決實際問題的方法和步驟，特別是分析碰撞后物體的速度和動量變化；

5.結(jié)合實例，探討動量守恒定律在實際生活中的應(yīng)用。

教學(xué)內(nèi)容與教材緊密相關(guān)，旨在幫助學(xué)生深入理解動量守恒定律，并學(xué)會將其應(yīng)用于解決實際問題。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.物理觀念：通過學(xué)習(xí)動量守恒定律，使學(xué)生理解物體相互作用中動量守恒的物理本質(zhì)，形成物質(zhì)觀念和運動觀念。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運用動量守恒定律分析和解決實際問題的能力，提高邏輯推理和數(shù)學(xué)運算水平。

3.科學(xué)探究：通過實例分析，使學(xué)生掌握動量守恒定律在碰撞問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)探究精神和合作交流能力。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣，認識物理知識在生活和技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

-動量守恒定律的基本概念及其數(shù)學(xué)表達式的理解和應(yīng)用；

-兩種碰撞模型（完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞）的動量守恒問題解決方法；

-實際問題中動量守恒定律的應(yīng)用案例分析。

例如，重點講解彈性碰撞中動量守恒與機械能守恒的關(guān)系，以及如何通過解方程組求解碰撞后物體的速度。

2.教學(xué)難點

-理解動量守恒定律在非彈性碰撞中的應(yīng)用，特別是能量損失對動量守恒的影響；

-解決含有多個物體相互作用時的動量守恒問題，如多體碰撞；

-將理論知識應(yīng)用于復(fù)雜實際情境，如交通事故分析。

難點舉例：在非彈性碰撞中，學(xué)生需要理解并掌握如何計算碰撞后的共同速度，以及如何處理動能損失的問題。在多體碰撞問題中，難點在于構(gòu)建正確的動量守恒方程，并能夠解出各個物體的速度。教師需要通過具體案例分析，幫助學(xué)生建立起解決這類問題的思維框架。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)資源1.硬件資源：

-物理實驗室；

-電子白板；

-電腦及投影儀；

-碰撞實驗器材。

2.軟件資源：

-物理教學(xué)軟件；

-動量守恒定律教學(xué)動畫；

-碰撞問題模擬軟件。

3.課程平臺：

-學(xué)校課程管理系統(tǒng)；

-班級學(xué)習(xí)交流群。

4.信息化資源：

-電子教材；

-教學(xué)PPT；

-在線測試及練習(xí)題庫。

5.教學(xué)手段：

-講授與示范；

-實驗操作；

-小組討論與合作；

-互動問答；

-課后在線輔導(dǎo)。教學(xué)過程首先，讓我們一起來探討動量守恒定律的奧秘。今天我們將學(xué)習(xí)動量守恒定律在碰撞問題中的綜合應(yīng)用，特別是兩種模型：完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞。

1.導(dǎo)入新課

（1）復(fù)習(xí)動量守恒定律的概念及數(shù)學(xué)表達式。

同學(xué)們，我們先來復(fù)習(xí)一下動量守恒定律。動量守恒定律是指在沒有外力作用的系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總動量保持不變。它的數(shù)學(xué)表達式是：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。這里的m表示物體的質(zhì)量，v表示物體的初速度，v'表示物體的末速度。

（2）提問：在什么情況下動量守恒定律適用？

學(xué)生回答：在沒有外力作用的情況下，動量守恒定律適用。

2.理論講解

（1）完全彈性碰撞模型

步驟一：列出動量守恒方程；

步驟二：列出機械能守恒方程；

步驟三：解方程組，求出碰撞后物體的速度。

（2）完全非彈性碰撞模型

與完全彈性碰撞不同，完全非彈性碰撞中，碰撞后的兩個物體結(jié)合成一個整體，它們的動量守恒，但動能不守恒。我們可以通過以下步驟求解碰撞后的共同速度：

步驟一：列出動量守恒方程；

步驟二：解方程，求出碰撞后整體的共同速度。

3.實例分析

（1）彈性碰撞實例

假設(shè)兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體，以速度v1和v2相向而行，發(fā)生完全彈性碰撞。根據(jù)動量守恒定律，我們可以求解碰撞后它們的速度。

（2）非彈性碰撞實例

再來看一個完全非彈性碰撞的例子。兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體，以速度v1和v2相向而行，發(fā)生完全非彈性碰撞。我們需要求解碰撞后它們的共同速度。

4.動手實驗

現(xiàn)在，讓我們來到實驗室，通過實驗來驗證動量守恒定律。

（1）實驗一：完全彈性碰撞

同學(xué)們分組進行實驗，記錄實驗數(shù)據(jù)，分析碰撞前后物體的動量和速度。

（2）實驗二：完全非彈性碰撞

同樣地，分組進行實驗，記錄實驗數(shù)據(jù)，分析碰撞前后物體的動量和速度。

5.總結(jié)與反饋

（1）通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們掌握了動量守恒定律在碰撞問題中的兩種模型：完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞。

（2）提問：請同學(xué)們分享一下，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們對動量守恒定律有了哪些更深入的理解？

（3）作業(yè)布置：完成課后練習(xí)題，鞏固動量守恒定律的應(yīng)用。

6.課后輔導(dǎo)

課后，我會在線上為大家解答疑問，確保每位同學(xué)都能掌握動量守恒定律的應(yīng)用。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.理解動量守恒定律的基本概念及數(shù)學(xué)表達式，能夠準(zhǔn)確描述動量守恒定律在碰撞問題中的應(yīng)用。

2.掌握完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞兩種模型的求解方法，能夠運用動量守恒定律解決實際問題。

3.學(xué)會分析碰撞前后物體的動量和速度關(guān)系，能夠利用動量守恒定律進行實際案例分析。

4.通過分組實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、觀察分析能力和團隊合作精神。

5.提高學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和熱情。

1.動量守恒定律的理解與應(yīng)用

-學(xué)生能夠解釋動量守恒定律的物理含義，并在簡單的碰撞問題中應(yīng)用該定律。

-學(xué)生掌握動量守恒方程的建立，能夠根據(jù)問題特點列出相應(yīng)的方程。

2.完全彈性碰撞模型

-學(xué)生能夠運用動量守恒定律和機械能守恒定律解決完全彈性碰撞問題。

-學(xué)生掌握完全彈性碰撞求解過程中方程組的建立與求解方法。

3.完全非彈性碰撞模型

-學(xué)生了解完全非彈性碰撞的特點，能夠正確應(yīng)用動量守恒定律求解碰撞后的共同速度。

-學(xué)生能夠分析完全非彈性碰撞中動能損失的原因及影響。

4.實際案例分析

-學(xué)生能夠運用所學(xué)知識，分析實際碰撞問題，并提出合理的解決方案。

-學(xué)生通過實例分析，提高了解決實際問題的能力。

5.動手實驗?zāi)芰?/p>

-學(xué)生在實驗過程中，掌握了基本實驗操作方法，能夠正確記錄實驗數(shù)據(jù)。

-學(xué)生通過實驗觀察，加深了對動量守恒定律的理解，提高了實驗分析能力。

6.團隊合作與交流

-學(xué)生在小組討論與合作中，學(xué)會了傾聽他人意見，提高了溝通表達能力。

-學(xué)生通過團隊合作，共同解決問題，培養(yǎng)了團隊協(xié)作精神。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生在課堂上的參與度較高，積極回答問題，表現(xiàn)出對動量守恒定律的興趣和求知欲。

-學(xué)生在理論講解環(huán)節(jié)，能夠認真聽講，主動提問，對動量守恒定律的理解逐漸加深。

2.小組討論成果展示：

-學(xué)生分組討論中，能夠積極發(fā)表自己的觀點，與小組成員共同分析碰撞問題。

-各小組在成果展示環(huán)節(jié)，能夠清晰地闡述解題思路，展示出對動量守恒定律的掌握程度。

3.隨堂測試：

-通過隨堂測試，發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生對動量守恒定律的基本概念和兩種模型的求解方法掌握較好。

-部分學(xué)生在解決實際問題時，還需加強運用動量守恒定律的能力。

4.實驗報告與操作：

-學(xué)生在實驗過程中，能夠認真記錄數(shù)據(jù)，實驗報告撰寫規(guī)范，體現(xiàn)出良好的實驗素養(yǎng)。

-在實驗操作環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠遵循實驗步驟，注意實驗安全，提高實驗技能。

5.教師評價與反饋：

-針對學(xué)生課堂表現(xiàn)，教師應(yīng)及時給予肯定和鼓勵，提高學(xué)生的自信心和學(xué)習(xí)興趣。

-對于學(xué)生在小組討論和隨堂測試中存在的問題，教師應(yīng)給予針對性的指導(dǎo)和反饋，幫助學(xué)生鞏固知識，提高解題能力。

-教師在課后應(yīng)關(guān)注學(xué)生的作業(yè)完成情況，及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，以便調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)質(zhì)量。板書設(shè)計①動量守恒定律核心知識

-動量守恒定律定義

-數(shù)學(xué)表達式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'

-適用條件：無外力作用

②碰撞問題兩種模型

-完全彈性碰撞

-動量守恒

-機械能守恒

-完全非彈性碰撞

-動量守恒

-能量損失

③解題步驟與關(guān)鍵點

-完全彈性碰撞解題步驟

1.列出動量守恒方程

2.列出機械能守恒方程

3.解方程組求解

-完全非彈性碰撞解題步驟

1.列出動量守恒方程

2.解方程求共同速度

④實驗觀察與結(jié)論

-實驗現(xiàn)象

-數(shù)據(jù)記錄與分析

-動量守恒定律驗證

⑤課后思考與拓展

-動量守恒定律在生活中的應(yīng)用實例

-探討其他類型的碰撞問題

板書設(shè)計要求條理清晰，重點突出，同時采用圖示、顏色等藝術(shù)手法，增加趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過板書設(shè)計，幫助學(xué)生更好地理解和記憶動量守恒定律及其在碰撞問題中的應(yīng)用。課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：《動量守恒定律在交通事故中的應(yīng)用》

-視頻資源：《完全彈性碰撞與完全非彈性碰撞實驗演示》

-相關(guān)書籍：《物理學(xué)原理與應(yīng)用》中關(guān)于動量守恒定律的章節(jié)

2.拓展要求：

-鼓勵學(xué)生在課后閱讀《動量守恒定律在交