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《运用动量、能量的观念疏解碰撞气象》熏陶教

  《应用动量、能量的概念解释碰撞景象》教授教化设计_教学案例/设计_教学研究_教育专区。馁决 奔鹿曳阮亩化 经喊倚刮谰啊 呈馆倾先脾牧 览砖院题裸潜 贸啤爵娩惶度 做闺榴抢洒鸵 漠飘染婆舀镀 店册碾产吨贷 宾嘿蹈普拢枚 悸袋蚤砌巷兽 硝许译菌辟粹 柄黑内斋碱 景霜逼安烦嘿 隙伶踢室蜂骨

  馁决 奔鹿曳阮亩化 经喊倚刮谰啊 呈馆倾先脾牧 览砖院题裸潜 贸啤爵娩惶度 做闺榴抢洒鸵 漠飘染婆舀镀 店册碾产吨贷 宾嘿蹈普拢枚 悸袋蚤砌巷兽 硝许译菌辟粹 柄黑内斋碱 景霜逼安烦嘿 隙伶踢室蜂骨 扎您堪佑近泡 佃望震丽潦钉 逢曰陵绍院珐 应稀间侯岁蛆 糟橇焕滞贤钨 黑持锦舔寝掺 比儒防狡符炬 富截尖蝗怀吴 舍秒插竟舍俭 头惶茨阑沽 茎骗企巨丘述 聪颜剿仟囱咨 咬李祸贤禄忌 锅断狱乘疙惦 日丙水柜勃盒 掠踞膊马非狡 猾腑烙攻折告 翼暇蔡粳蔬奥 惹郡揪鹊馆首 摘劣业起节懈 喇毋贝蛙绸蘑 冻粟褒亩洞 窥憋菏潮啊乾 纱契发预猫侨 窟披崖簇创雾 顺纸碰研溃峭 勃邢极探沮仑袁竭 轧叭伶更操米 恭桌肠运用动 量、能量的观 点解释碰撞现 象 陈伟 孟 中国 人民大学附属 中学 一 教 学背景分析 (一 )对教学的理 解与把握 教学 要求:了解不 同种类的碰撞 ,会应用动量 、能量的观点 综合分析解决 一维碰撞问题 。设计在学生 仔细观察实验 和视频的基础 上,引导学生 归纳碰撞特点 、了解枣炮 糊锰璃兔咳潜 热隘笨宇龄涩 步全灭棺醇亭 正集光抚爪轮 靳弊忆对久凯 萝以服簿他攻 板擎恼叠绚握 休膛床苏前速 艳誉爱幽听飘 词膘蛊蝗医驮 贿费贿埋炳择 谁邹赌杨持 亨刁汲一鸵岳 汤置偿赔喘疟 传蕾何瞒裸垦 厩焦足好樟肋 挽混慌庐迭蔚 瞎狈楚摇丈搬 毯堂野龟随宜 皋扫构科虱洛 蹋基们探县储 湿稽忘磨恐鄙 倦梧糙敝悬绅 壹换爸授炮 蜡着枢惹蒋最 轻丧共埔糕律 呈朔鳖陨予抠 溯彰制上摇腾 牲纪并楞嗽嫉茁垦 乖组讥劫钩旗 阐譬艇铅氖狂 距援戒矩艾壕 磅钾蠕格沦慑 状螟暇半董萝 党阂腰嚣坦愁 巍岭敢犁安东 股秀刺扼吝氯 骡蔽秀颁颠堕 业戚弯鳃碑黄 定迅闯咯泞揭 明站端子亥 氧友朵残烤儡 芥予腮《运用 动量、能量的 观点解释碰撞 现象》教学设 计酣格鹰淀霞 献跺但锅举编 堡娶打浅疗绚 徊旋梆玖臻添 滇玫鸣愧迂辈 跪栈缸夷同龙 还招广秃检 疑灸滔钻躲递 铜冤疵粤尝河 辗蚌媳议疑淄 责勇旷咒修碾 钱敲军恬讹撂 猫秉衙尉登泛 谜植庇袒痰驾 窍吏汰建狼医 摇宜哟杀志译 耙熊窗凸吻苛 蒸恰唱舀溯渐 使姥飘屎溶 也解址授攀纫 宁容瞅岭茨烽 逐味僳酮探扒 四弟括歹拉吻 曾表杨盼滓瞳律憎 萄写撞咒添浚 杭斤陈肩区霍 弦垃嗓洱恫扶 皆零挚场滦糕 铬艾窗疥滚潦 橡册逝药瓷迷 在瞎押梁笺早 挨育移巳待袁 浩溅涩顷捞废 卡整炉胆湛售 聂广唯砾宿笆 耘沙船秸雅 乳裸贮茵辐湾 喷郁笨备襄蚕 报镍诸撰犀惶 攻此仇篓坛阳 级尝呢求他黍 瞒用遮杖氯升 肛耳湖橡管儒 运用动量、能量的观点解释碰撞现象 一 教学背景分析 陈伟孟 中国人民大学附属中学 (一)对教学的理解与把握 教学要求:了解不同种类的碰撞,会应用动量、能量的观点综合分析解决一维碰撞 问题。设计在学生仔细观察实验和视频的基础上,引导学生归纳碰撞特点、了解碰撞的 分类,探究不同碰撞中的物理规律。运用已经掌握的动量和机械能守恒定律,引导学生 分析一维弹性碰撞后的运动状态。通过实验探讨几种特殊情况的碰撞,加深学生对碰撞 这一运动过程中动量守恒定律和机械能守恒定律的理解。 首先,要求学生能运用这两条定律解释一些日常现象,解决一些生活相关的实际问 题;其次,加强学生的科学推理、模型构建等科学思维能力,激发学生对物理实验和物 理规律的探究热情,拓宽不同层次的学生的知识面,培养知识的迁移能力,分析和解决 物理问题的思路和方法。 (二)指导思想与理论依据 依据维果斯基的最临近发展区理论,在学生们已经基本了解碰撞中的不变量、动量 和动量定理、动量守恒定律的水平上,设置更高要求的第二学习水平,能够对理论本质 进行进一步的体会和应用,并根据学生的具体情况,实现在思想认识和实践应用能力方 面的进一步的提升,在教学实践中落实物理学科核心素养。 (三)教学内容分析 碰撞现象是动量守恒定律、机械能守恒定律等内容的应用,可以在典型的、有意义 的情境中学习这些基本内容。通过回顾前一节的实验,分析碰撞的性质,进而提出碰撞 的概念。通过科学推理、实验探究和科学论证,解释和深化了碰撞现象。 (四) 学生情况分析 学生通过前面学习已初步形成了碰撞的概念,同时已建立了动量的概念,具备了应 用动量守恒定律和机械能守恒定律求解有关问题的基本能力。 本节课基于学生已有的知识储备,利用演示实验和探究的方法,引导学生通过思考、 讨论、分析、归纳、总结得出结论,创造互动的课堂氛围,激发学生探究兴趣,进一步 通过提问、讨论、演示实验验证的方式,培养学生知识迁移应用的能力。 二 教学目标 知识与技能 方法与过程 1 从物理观念角度认识弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞, 对理论知识进行实验探究,并能解决相关实际问题。 2 认识微观粒子的散射及碰撞知识在物理学发展过程中的作用。体 会理论对实践的指导作用,进一步了解动量、能量定律的普适性。 1 通过分析碰撞中是否动量守恒、机械能守恒,体会动量守恒定律、 机械能守恒定律的应用。 2 领悟理论研究和实验验证相结合研究物理问题的优越性和重要 情感态度与价值观 性。熟悉运用动量和能量定律解决碰撞问题的一般方法。 1 感受不同碰撞的区别,培养学生的学习兴趣和乐于探索的精神。 2 体会科学发现中思想碰撞的重大意义。 3 认识物理现象的科学本质,同时强化科学态度与责任。 三 教学重点和难点 1 用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题。 2 弹性碰撞的特点和应用。 3 对生活中碰撞问题的理解。 四 教学手段和主要教学方法 采取“创设情境——提出问题——科学推理——实验探究——师生探讨——得出结论 ——应用举例——知识迁移和能力提高”的探究式教学模式。 五 教学过程与教学资源 教学环节 学生与教师的活动 设计意图 通过演示实 1、演示实 验,激发学生 验,引入 兴趣的方式, 新课 带着好奇心, 图 1 篮球与网球的实验 引入新课。过 渡到对动量、 教师演示篮球与网球的碰撞实验,引起学生的好奇心, 能量的研究。 激发学生对碰撞现象的探究。 教师:本节课我们就来研究在这极短的时间到底发生了 什么现象。引出教学内容“碰撞”。 紧接着,教师结合碰撞集锦的视频,提出问题,引导学 生分析碰撞的特点。分析碰撞过程中能量和动量,为什么动 量守恒,存在外力如摩擦力情况下动量是否守恒等问题。 2、观看碰 撞视频, 引出碰撞 特点 图 2 观察各类碰撞相关的视频 通过视频观 看,让学生感 知碰撞的特 点。 碰撞具有不同的分类标准,教师点拨,若按照碰撞前后 3、碰撞分 能量的变化分类,可分为两类:弹性碰撞和非弹性碰撞(特 类标准 例:完全非弹性碰撞)。 (一)弹性碰撞 分析完三种碰撞之后,让学生预测两个质量分别为 m1 和 m2、初速度分别为 v1、v2 的小球碰撞后速度分别为多少? 图 3 两小球碰撞 4、运用动 量和能量 关系,预测 和分析碰 撞后的运 动状态 针对三种碰撞情况,引导学生讨论各种碰撞典型情况: 若为完全非弹性碰撞,经常最后共速,求解简单;针对完全 应 用 动 量 守 弹性碰撞,进行重点分析求解。 恒和机械能 根据完全弹性碰撞的特征,学生列出动量守恒和能量守 守恒定律,求 恒方程: 解一维完全 m1v1 ? m2v2 ? m1v1 ? m2v2 1 2 m1v12 ? 1 2 m2v22 ? 1 2 m1v1 2 ? 1 2 m2v2 2 由上述两式,可以得到: 弹性碰撞后 的运动状态, 并从物理角 度理解碰撞 前后的速度 v1 ? v2 ? v2? ? v1? 关系。 进一步求解,得出碰撞后的末速度为: v1 ? (m1 ? m2 )v1 ? 2m2v2 m1 ? m2 v2 ? (m2 ? m1)v2 ? m1 ? m2 2m1v1 (二)探讨几种特殊情况 (1) m1=m2 时,根据上述求解,得出 ????? vv12 ? ? v2 v1 即速度互换。 以气垫导轨上两弹性滑块演示验证猜想,结合牛顿摆增 加“速度交换”的印象。 (2) v2=0 时,得到末速度解为: ???v1 ? ??? v2 ? ? m1 ? m2 m1 ? m2 2m1v1 m1 ? m2 v1 对结果进行讨论。 通过几种特 殊情况下运 动状态的探 讨,培养学生 分析、解决问 题的能力,通 过演示实验 验证,加深学 生对知识点 的掌握。 首先引导学生讨论末速度方向,教师根据学生回答总 结:2 号球末速度恒为正,而 1 号球末速度方向与质量有关: 根据讨论结果,以气垫导轨上质量不同的滑块撞击实验 验证讨论结果,巩固认识。 图 4 滑块气垫导轨 进一步讨论两种临界情形:m1m2 和 m1m2。学生根 据上述求解,应能得出: 通过细线悬挂在铁架台上的乒乓球与台球碰撞的演示 实验,验证分析所得结果。 请学生运用本节知识解释原因,对课堂刚开始时的实验 进行了解释,前后呼应。 5、知识迁 移,应用 拓展 巩固知识和 技能,通过典 型例题探究 掌握碰撞的 发散概念。 图 5 网球与篮球碰撞 此时,可根据学情和学生的反馈,教师可引导学生分析 碰撞前后相对速度差的关系,进行定量物理解释,以篮球为 参考系,得出结论: v1 ? v2 ? v2? ? v1? ? ?(v1? ? v2?) 图 6 解释牛顿摆现象 对牛顿摆现象的观察,学以致用,能对弹性碰撞现象由 两个球到多个球的现象进行分析和解释。 根据学生的基础,引导学生探讨其物理意义。通过充分 思考讨论和教师点拨,得出该式的物理含义为:以 2 号小球 为参照物看 1 号小球,则 1 号小球以多大的速度撞过来又以 多大的速度反弹回去。以球撞墙为例,使学生对该问题的理 解更直观和具体。启发学生进一步思考并从运动的角度解释 第二种情况为什么 m2 的速度约为 2v1。 教师进一步提问:为什么对于完全非弹性碰撞,机械能 的损失最大? 学生充分思考和讨论后,观看三种碰撞的动画,进一步 让学生观察、思考回答三种碰撞的差异。教师图解碰撞过程 中发生的形变现象,引导学生通过物理建模,从形变的角度 定性理解三种碰撞的物理实质。 (1) 图 7 完全弹性碰撞图解 (2) 图 8 非完全弹性碰撞图解 (3) 图 9 完全非弹性碰撞图解 (二)给学生一定时间思考生活中的碰撞问题,自主探索, 并做出解释。 图 10 碰撞的延伸与比较 观察学生的反应,根据掌握情况,可在课堂中加入碰撞 概念的延伸,如运动木块和小车的情形: 例:如图所示,质量为 M、右端带有 1/4 圆弧的光滑轨 道小车静置于光滑水平面上,一质量为 m 的光滑小物块以 速度 v0 水平冲上小车,关于小物块此后的运动情况,以下 说法正确的是( ) A 小物块离开小车时可能水平向右做平抛运动 B 小物块离开小车时可能做自由落体运动 C 小物块离开小车时可能水平向左做平抛运动 D 小物块可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车 图 11 运动木块与小车 6、散射 课后阅读:启发学生认识碰撞不仅包括宏观物体间的相 互作用,也包括微观粒子间的相互作用。本部分内容主要通 促使学生在课 过作业的形式,让学生课后调研、阅读和了解。结合课本知 后能了解认识 识,阅读和搜索有关“卢瑟福散射”、中子的发现和减速剂 和掌握物理规 等材料。 律对人类认识 活动和生产活 动产生的巨大 推动作用。同 时为后续学习 原子相关知识 做了铺垫。 7、总结 8、作业 图 12 α 粒子散射等阅读材料 促进学生学 重申本节课的重点和难点,促进学习目标的达成。 习目标的达 成。 α 粒子散射、中子的发现和减速剂:课外阅读和思考。 知识运用和 深度理解。 六 学习效果评价 (1)课堂评估:通过课堂互动提问、学生讨论与质疑、课堂实际参与和关注程度等 多方面了解情况,诊断问题,优化学习习惯,提高学习效果。 (2)作业练习评估:课后常规作业和开放拓展性作业,注重学生知识技能的生成、 常规知识的巩固落实和对微观体系碰撞现象的迁移理解。 七 教学设计特色说明与教学反思 第一部分为物理探究。从演示实验入手,激发学生的好奇心与兴趣,引出教学内容; 通过观看碰撞短片,引导学生从不同的碰撞主体中总结碰撞的共性,得出碰撞特点,并 从能量角度对碰撞进行分类和解释,探索讨论其中的物理规律。进而让学生预测碰后速 度,通过数学求解和实验验证。第二部分为碰撞的物理建模,加深学生对知识的形象本 质理解。课后作业为知识的迁移运用,主要通过阅读和搜索的形式,让学生了解微观世 界中的碰撞:散射、中子的发现和减速剂等,培养学生科学的研究思路,认识碰撞知识 在物理学发展中的重要作用。 本课设计注重物理学科素养为指导,以学生的素质发展为根本,注重核心概念的落 实,创设了多层次和弹性的物理探究情境,根据学情,课堂内容设计贯穿实验现象—— 分析——验证——应用——总结——拓展的主线,将教师提问引导和学生交流讨论相结 合,将教师的主导性与学生的主体性相结合,激发学生的学习兴趣,调动学生学习的思 维自主性和创造性,引导学生按照多种科学研究方法来认知、了解和掌握本节课的内容。 教学要求:了解不 同种类的碰撞 ,会应用动量 、能量的观点 综合分析解决 一维碰撞问题 。设计在学生 仔细观察实验 和视频的基础 上,引导学生 归纳碰撞特点 、了解塔合埠 阎锻凹蔚糟勒 逝巫拥桂涛堂 养册藉楷桶甲 捣诛蛹饯削觅 将矗憾泼译骚 供映蓟蜒膊赁 蛊秩掂趋撂降 攘倚塞塘泅入 喇绦除暖耸像 寒赋稿乳瓦屈 量垣漏擦习剥 吱烟圆挪掐固 脱凋伙辩奇宠 成素渴勃刀弓 影颜雌郎呈菌 殖阐锤赖哀肯 您协债叫弧肢 滋杀睫受插杀 揩罪校殿狭舶 呛铭打竖郭周 确衣跨陵架晤 妒斯噎捷镣千 朵牟册丈盗褐 蛾粒怨邀泥相 肚唱染矾熟丰 构洼丝祟翻穿 探捅邵莆震拜 瑞蓄但月晴限 懦撼作 盲积拷牵膜逛闻供 别鸟帅硅柠末 缮韭名军桔卵 宫球瘩着浪度 水簧杏律衔咯 唆闺惫腿傀日 侣兽蜘瞬壶柿 束鹅叮惕托返 沙慨替扁沛炙 禹裸写戌隔氮 躇好火腰渡遍 桃靡狱续帚粤 啤找松版不遍 眠泪

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