学沪科版选修35 1.4美妙的守恒定律 课件（5）（25张）.ppt

第一章碰撞与动量守恒 第 节美妙的守恒定律 说课流程 教材与学情 教学目标 教法与学法 教学过程 资源融合说明 教材与学情 教材的地位与作用本节课选自 普通高中课程标准实验教科书物理 选修3 5 沪科版 第1章 碰撞与动量守恒 中的第四节 美妙的守恒定律 本节的内容是建立在动能 动量守恒定律 机械能守恒定律的基础之上的 而前三个知识点都是学生学过的知识 因此 从理论上讲 学生在教师的引导下是完全可以较深刻的认知的 本节属于高考必考内容 尤其是弹性碰撞过程中的动能守恒和动量守恒问题 多以大题的形式出现 所占分值较高 因此 该节内容在整个高中物理阶段都有举足轻重的作用 教材通过介绍自然界中 美妙的守恒定律 让学生从千变万化的物理现象中找出它们具有的不变因素或特征 从守恒与对称的关系中去认识守恒的美 是动量守恒定律的具体应用 也为以后学习原子核结构奠定基础 弹性碰撞 动量 动能都守恒非弹性碰撞 动量守恒 动能不守恒 教材与学情 碰撞遵守两条铁律 动量守恒和动能不增 教材与学情 学情分析 学情分析 授课班级为高二理科班的学生 他们已经学完高中物理必修和理科必选模块 对动能 能量守恒定律 动量守恒定律 碰撞的特点有比较全面的了解 但还不能理解碰撞的本质 对碰撞的分类和特征 碰撞过程中动量 动能的变化关系认识不清 不能正确概括出来 学生难理解主要表现在以下几个方面 第一 分不清发生的是那种类型的碰撞 第二 容易混淆碰撞前后系统的动量和动能 第三 不会分析系统的动能和动量是否守恒 第四 列出的方程式二元二次方程 部分同学不会解方程 因此分析不出来结果 教学目标 教学目标 教法与学法 学会到会学 使书本图形 动 起来 引入新课 碰撞分类 弹性碰撞 应用巩固 提炼课题 课后延展 教学环节 教学过程 引入新课 1666年在英国皇家学会表演的实验 小球为什么会持续一直如此运动下去 教学过程 结论 碰撞前系统的动能大于碰撞后系统的动能 动能不守恒 结论 误差允许范围内 碰撞前系统的动能等于碰撞后系统的动能 动能守恒 表1 表2 研究碰撞中能量 教学过程 1 弹性碰撞 动量 动能都守恒 2 非弹性碰撞 动量守恒 动能不守恒 完全非弹性碰撞 碰撞后两物粘合在一起 以共同速度运动 碰撞的分类 教学过程 研究弹性碰撞 碰撞过程中能量与形变量的演变 碰撞过程的 慢镜头 动量守恒 动能损失最大 碰撞过程分析 构建模型理论研究 第一阶段压缩过程两球接触后均被压缩而发生形变 由此产生弹力 使球m1减速 球m2加速 直到两球的速度相等 压缩过程结束 该过程中 逐渐减少 逐渐增加 当速度相等时 达到最大 而 减至最小 动能 弹性势能 弹性势能 动能 第二阶段恢复过程由于弹力的作用 球m1继续减速 球m2继续加速 使球m2的速度大于球m1的速度 两球的形变逐渐减小 当两球即将分离的瞬间 形变完全消失 这一过程称为恢复过程 该过程中逐渐减小 逐渐增加 当形变完全消失时 系统的 为零 而 重新达到最大 弹性势能 动能 弹性势能 动能 研究碰撞过程自主填空 根据动量守恒定律 弹性碰撞机械能守恒 碰撞后两个物体的速度 物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞 碰撞后它们的速度分别为v1 和v2 用m1 m2 v1表示v1 和v2 的公式 构建模型推导公式 讨论 a 当m1 m2时 v1 0 v2 v1 质量相等 交换速度 b 当m1 m2时 v1 0 v2 0 大碰小 一起跑 c 当m1 m2时 v1 0 v2 0 小碰大 要反弹 合作讨论分析结论 英国皇家学会悬赏征答的问题 4 1 如图所示 物体a静止在光滑的水平面上 a的左边固定有轻质弹簧 与a质量相等的物体b以速度v向a运动并与弹簧发生碰撞 a b始终沿同一直线运动 则a b组成的系统动能损失最大的时刻是 a a开始运动时b a的速度等于v时c b的速度等于零时d a和b的速度相等时 d 1 ab系统动能损失最大的时刻 即弹性势能最大的时刻 2 ab等速时 弹簧压缩最短 弹性势能最大 教学过程 应用巩固 2 两球a b在光滑水平面上沿同一直线 同一方向运动 ma 1kg mb 2kg va 6m s vb 2m s 当球a追上b并发生碰撞后 两球a b速度的可能值是 取两球碰撞前的运动方向为正 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 s p mava mbvb 10kg m s 解析 1 碰撞前后动量守恒 碰撞后 pa pb pc pd 10kg m s 碰撞前 2 如碰撞后向同方向运动 则后面物体的速度不能大于前面物体的速度 排除ad 即碰撞后 a的速度减小 或反向 b的速度增大 3 系统的总动能不能增加 排除c b 合作探究解决问题 碰撞需满足的三个条件 3 运动制约 合理 碰撞后 原来在前面的物体的速度一定增大 且原来在前面的物体的速度大于或等于原来在后面的物体的速度 即v前 v后 否则碰撞没有结束 教学过程 提炼课题 大到茫茫宇宙 小到神秘微观 平凡到日常生活 有着形形色色 风格迥异的碰撞现象 虽然它们的运动个性十足 但都遵守两条铁的纪律 动量守恒和动能不增 这两条规律就两只无形的手 操纵和控制着事物发展的方向和进程 寻求大千世界变化中的不变量 找到它 我们就能掌握事物变化的规律 这也是物理学探寻未知世界基本的思想方法 教学过程 自然之美 物理学中的守恒定律 将a和b看作系统 碰撞过程中系统动量守恒 弹性碰撞中没有机械能损失 若在一光滑水平面上有两个质量分别为m1 m2的刚性小球a和b 以初速度v1 v2运动 若它们能发生碰撞 为一维弹性碰撞 碰撞后它们的速度分别为v 1和v 2分别是多大 理论分析 教学过程 课后延展 教学资源与软件支撑融合说明 融合点一 通过flash动画模拟和实物实验相结合的方法将300多年前有人在英国皇家学会表演的实验把学生吸引到课堂中来 这个实验当时许多科学家百思不得其解 英国皇家学会悬赏征答 并且引发学生思考 激发学生学习的兴趣 融合点二 通过两个小视频播放非弹性碰撞和完全非弹性