物理课程标准与研究-jxx

1、物理课程标准与教材研究-jxx选修3-5 动量守恒定律由于动量守恒定律是自然界的基本守恒定律之一，是研究微观粒子所必须的知识，具体说来，要学习原子和原子和的内容，动量的知识是不可缺少的，所以，课程标准将动量的内容后置于选修系列3-5模块，而不同于以往被置于力学部分。这样调整的目的不仅要求学生会用动量守恒定律来解决宏观物体的相互作用问题，更重要的是要求以新的观点来认识动量守恒定律，为进一步认识微观粒子的相互作用问题做好铺垫。本章从结构设计上与过去相比变化较大，其核心要体现学习中的探究精神，强调物理学中“守恒量”的思想。新教科书具体的逻辑线索如下：通过学生实验体会碰撞过程中某量不变这一事实质量与速

2、度的乘积可能具有特殊意义定义动量、给出动量定理动量守恒定律讨论动量守恒定律与牛顿运动定律的关系、指出动量守恒定律的普适性以往教课书逻辑线索如下：给出冲量和动量的定义从牛顿定律出发导出动量定理用动量定理分析两个物体的相互作用、得出动量守恒定律指出动量守恒定律的普适性在本章课程课程标准要求是：（1）探究物体弹性碰撞的一些特点。知道弹性碰撞和非弹性碰撞。 （2）通过实验，理解动量和动量守恒定律。能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。知道动量守恒定律的普遍意义。 例1 火箭的发射利用了反冲现象。 例2 收集资料，了解中子是怎样发现的。讨论动量守恒定律在其中的作用。 （3）通过物理学中的守恒定律，体会自

3、然界的和谐与统一。1 实验：探究碰撞中的不变量【教材分析】课标对本课教学内容的要求。基本要求：猜想两个物体碰撞前、后可能保持不变的物理量，写出相应的表达式。知道碰撞的不同类型，知道一维碰撞的实验方法。会设计比较完整的实验方案，知道实验需测的物理量和所需器材。知道质量改变的方法，会测量物块（小球）的质量。知道物块（小球）碰撞前、后速度的测量方法。知道使两个碰撞物块粘连在一起运动的操作方示。能合理安排操作步骤。能设计实验记录表，并记录数据。分析实验数据，得出实验结论。发展要求：理解物块弹开的情形也相当于碰撞。了解实验误差产生的原因，知道平衡摩擦力的方法。【学情分析】通过前面模块的学习，学生已经知道

4、物体通过相互作用而产生的运动类型，物理研究方法和遵循的一般规律；学生也已经具备了初步的实验设计能力和实验操作技能；学生对物体通过碰撞这种相互作用从而产生的运动类型也有生活感性认知，并且在必修2中“机械能及其守恒定律”一章中有过类似的探究经历和体验。学生可能遇到的困难：碰撞情境的一维化实验案例比较简单，设计和操作也较泛谈化。使得学生的追寻“不变量”思维的落脚点很抽象。碰撞中的“不变量”的追寻是学生陌生的，并且又是一个矢量，不像追寻“机械能及其守恒定律”中动能，势能转化中机械能守恒学生有基础，并且是标量。学生对一维实验的碰撞情境的基本认知一般是碰撞前后的速度大小之和不变，或碰撞前后的速度存在某种数

5、学关系。没有这样的逻辑递进过程，提出物体的质量与各自速度的乘积是不是不变量的猜想？是比较困难的，而且很唐突，容易进入验证性实验的教学循环。学生设计用实验方法测量碰撞前后物体的速度时会遇到大的困难，设计不出。学生需要的学习策略：教师设计由浅入深，设计符合学生认知水平的逻辑猜想台阶和必要情境数据，并创设悖论实验情景，让学生进行总结反思和实验探索。分组不同实验情境实验类比和归纳。【教学目标】一、知识与技能1知道碰撞有不同类型，知道一维碰撞的实验方法选择。2知道质量改变的方法，会测量物体的质量。3会猜想两个物体碰撞前后可能不变的物理量。4知道物块碰撞前后速度的测量方法。5知道两个原来连在一起的物体相互

6、作用而分开也是一种碰撞。6会选择实验方案，安排操作步骤，知道实验所需物理量的测量和器材操作。7知道实验数据的记录，合理分析实验数据与猜想相结合，并得出结论。二、过程与方法1培养学生猜想能力，合理选择实验方案和熟练操作的能力。2理解物块速度测量的转换替代思想是常用方法，会用转换方法测碰前，碰后的速度。3经历实验探究过程，发现规律，让学生认识到科学探究的意义；三、态度情感与价值观1运用实验方法探究一维碰撞中存在的不变量，体验到物理学习的科学价值。2通过科学探究教学培养学生的科学探究兴趣和热情。体验到探索自然规律的艰辛与喜悦；培养学生主动与他人合作的精神。【重点难点】重点：1猜想两个物体碰撞前、后保

7、持不变的物理量可能的表达形式 2如何合理测量物块碰撞前后的速度？难点：1如何创设从特殊到一般实验情境让学生能够猜想两个物体碰撞前、后保持不变的物理量表达形式。 2运用转换替代思想测量碰撞前后物块的速度。【教学方法和教学手段】1教学方法：运用物理“科学探究”和“实验探究”相结合的教学模式实施教学。2教学手段：演示实验引导、分组定量实验相结合，多媒体辅助。2 动量和动量定理【教材分析】本节是重点章节。动量定理是第一节实验：探究碰撞中的不变量的继续,为第三节动量守恒定律教学发挥了承上启下的作用。用动量概念表示牛顿第二定律属于新课标3-5模块第十六章动量守恒定律。动量知识在旧版教材中是紧接机械能之后，

8、而在新课程教材中则是大幅后移。但我认为动量知识在新教材中的地位不仅没有削弱反而有所拓展。3-5模块之前，学生接触的内容基本上都是属于经典物理，而3-5模块中其余知识则属于微观粒子内容，“碰撞”是粒子性的一个典型特征；比如，原子核结构就是利用粒子碰撞的方法研究得到的，动量知识则是研究微观粒子的碰撞所必须的。因此，“动量”知识被放在波粒二象性、原子结构和原子核等内容之前学习。可见，新教材中“动量”知识除了巩固了传统意义上在物理学科体系中的地位之外，还强化了在从经典过渡到量子过程中的“承上启下”的作用。本节内容动量定理是力学中的重要规律，它比牛顿运动定律具有更大的普遍性，牛顿运动定律不适用的领域，例

9、如微观粒子方面，动量定理仍然适用。此外，在研究碰撞和反冲问题时，利用动量定理要比运用牛顿运动定律方便得多，不必详细研究整个运动过程，只需要比较运动过程的初末状态即可，给解决问题带来了很大的方便。在生活生产中，动量定理有着重要的作用。【学情分析】教师会根据加速度来分析力和运动的知识准备，创设问题情景，让学生把物理现象自然过渡到新知识点上，从而引导学生应用已掌握的基础知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识。【教学目标】一、知识与技能：1. 从动量的角度理解力与运动的关系，即用动量概念表示牛顿第二定律。2. 理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理也适用于变力，并能解释现象和处理有关问题。 二

10、、过程与方法：1. 通过从牛顿第二定律到动量定理的推导及例题的求解，培养学生运用数学处理问题的能力，培养学生的探究能力、推理能力。2. 通过用动量定理解释现象和处理有关问题，培养学生分析和解决实际问题的能力，以及科学思维能力、科学的语言文字表达能力。三、情感、态度与价值观：1. 通过实验，渗透物理方法的教育，激发学生学习科学的兴趣和培养学生实事求是的科学态度，同时培养学生的创新意识，并使学生获得成功的体验。2. 通过课本“科学漫步”阅读，对汽车安全带、安全气囊、交通规则介绍，加强学生安全意识，提高科学素质。【重点和难点】重点：动量定理的导出和动量定理的应用难点：定为动量定理的矢量性和动量定理适

11、用于变力情况。【教学方法和教学手段】教学方法：采取“双主互动”探究式课堂教学方式、讲授法和尝试教学法。教学手段：学生分组实验、多媒体电子白板、演示实验、实物展台。3 动量守恒定律【教材分析】本节以一维情况下两个相互作用的小球为例，根据牛顿第二定律和牛顿第三定律，导出具体的动量守恒定律的表达式。这样的处理，使学生对动量守恒定律的理解更深刻，同时也是学生对知识间的联系有了更深入的理解。但是要注意让学生知道，动量守恒定律不此时由于牛顿定律导出的，而是一条独立的实验定律，教科书第一节“实验：探究碰撞中的不变量”的设计目的就在于突出这一点。他比牛顿运动定律适用范围广泛，是自然界客观存在的基本规律之一。从

12、物理学发展史看，动量守恒的思想早于牛顿运动定律的发现。【学情分析】知识方面，学生已经具备牛顿运动定律、动能定理以及前面学习过得动量定理，同时在能力方面学生也具备了一定分析问题和解决问题的能力，知道如何去把我问题的关键，教师给学生创设情境，学生能讲学过的知识运用到情境当中。【教学目标】一、知识与技能理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件和适用范围二、过程与方法在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力三、情感、态度与价值观培养逻辑思维能力，会应用动量守恒定律分析计算有关问题【重点和难点】教学重点:动量的概念和动量守恒定律教学难点:动量的变化和动量守恒的条件【教学方法和

13、教学手段】教学方法:教师启发、引导，学生讨论、交流。教学手段：投影片，多媒体辅助教学设备4 碰撞【教材分析】本节教科书内容的实际是从动量守恒定律应用的角度考虑的。碰撞问题是动量守恒定律、机械能守恒定律这些最基本内容的应用，研究碰撞问题可以在典型的、有意义的情境中复习这些基本内容。通过回顾第一节的演示实验，提出了弹性碰撞的概念，进而提出非弹性碰撞的概念，通过“思考与讨论”，进行理论推导，从而解释了第一节的演示实验。明确对心碰撞和非对心碰撞的概念，进一步介绍了微观粒子的碰撞现象-散射。最后介绍了中子的发现过程，让学生进一步了解动量守恒定律的应用。【学情分析】这节课主要用到的还是以前学习的知识，学生

14、都具备一定的知识储备，这节课主要让学生学会知识的迁移。【教学目标】一 知识与技能1认识弹性碰撞与非弹性碰撞，认识对心碰撞与非对心碰撞2了解微粒的散射二 过程与方法：通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否，体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。三 情感、态度与价值观：感受不同碰撞的区别，培养学生勇于探索的精神。【重点和难点】教学重点：用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题教学难点：对各种碰撞问题的理解【教学方法和教学手段】教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。教学手段：投影片，多媒体辅助教学设备5 反冲运动 火箭【教材分析】本节介绍了动量守恒定律在生产和科技方面的应用，通过生活、生产中的现象介绍反冲运动，通过演示实验加深对反冲运动的理解，最后介绍了火箭的飞行原理-反冲运动。这一节一方面体现了动量守恒定律的应用，另一方面也体现了从屋里走向社会的新课程理念，物理用于生活。【学情分析】这节课主要用到的还是以前学习的知识，学生都具备一定的知识储备，这节课主要让学生学会知识的迁移，同时还需要一定的实验能力。学生也已经具备了初步的实验设计能力和实验操作技能，可能学生在实验设计方面存在创新能力不够的问题。【教学目标】一、知识与技能1知道什么是反冲运动。2能够用动量守恒定律解释反冲运动并进行简单计算。3了解一些火箭的工作原理。二、过程与方法通过观察反