《运用动量、能量的观点解释碰撞现象》教学设计

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1、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

2、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

3、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

4、。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。方法与过程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性。熟悉运用动量和能量定律解决碰撞问题的一般方法。情感态度与价值观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——

5、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1、演示实验，引入新课图1篮球与网球的实验教师演示篮球与网球的碰撞实验，引起学生的好奇心，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。通过演示实验，激发学生兴趣的方式，带着好奇心，引入新课。过渡到对动量、能量的研究。2、观看

6、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。3、碰撞分类标准碰撞具有不同的分类标准，教师点拨，若按照碰撞前后能量的变化分类，可分为两类：弹性碰撞和非弹性碰撞（特例：完全非弹性碰撞）。4、运用动量和能量关系，预测和分析碰撞后的运动状态（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；针对完全弹性碰撞，进行重点分析求解。根据完全弹性碰撞的特征，学生列出动量守恒和能量守恒方

7、程：由上述两式，可以得到：进一步求解，得出碰撞后的末速度为：应用动量守恒和机械能守恒定律，求解一维完全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关系。（二）探讨几种特殊情况(1)m1=m2时，根据上述求解，得出即速度互换。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：对结果进行讨论。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