高中物理-实验：探究碰撞中的不变量教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE5PAGE《实验：探究碰撞中的不变量》教学设计一、教材分析：《实验：探究碰撞中的不变量》的内容选自人教版物理选修3-5第十六章第一节的内容。本节从探究实验引导学生了解到了碰撞过程中的一些特点，为以后动量守恒定律的学习奠定了基础，且在原子物理中也有涉及，因此本内容起着承上启下的作用。教材通过实验情境从特殊到一般化探究，让学生体验碰撞中不变量的猜想认知过程；让学生在实验探究引导和实践中收获“不变量的猜想”成果，体验学习探究过程，了解碰撞前后物块速度的获得方法，发展对学科的兴趣与热情。教材的核心是引导学生经历对碰撞问题的探究过程，使实验技能训练与科学探究过程有机的结合起来。二、学情分析：通过前面模块的学习，学生已经知道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，这为本节的教学奠定了一定的基础。上节课我们学习了第二节《动量和动量定理》，对学生对不变量的猜想起到引导作用。学生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从而产生的运动类型也有生活感性认知。教师要多指导学生学习方法，使其掌握实验内涵。三、教学目标：（一）知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．3、掌握实验数据处理的方法．（二）过程与方法1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。（三）情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。四、重、难点：

重点：1．猜想两个物体碰撞前、后保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？

3.实验数据的处理。

难点：速度的测量方法。实验数据的处理。

五、教学方法：

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。

六、教学过程：(一）引入新课：复习动量的定义、表达式、性质。引入动量这个概念对我们研究碰撞这一生活中常见现象有重要意义。

课件演示：日常自然现象和社会生活中的各种碰撞现象：1．汽车相撞；2．体育项目台球比赛；3．拳击；4．网球；5．短道速滑接力比赛。两个小实验：人车模型；动量传递演示器演示实验：动量传递演示器演示多种碰撞情况在物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）．(二）讲授新课：1、实验探究的基本思路：研究一种运动，总是从最简单的开始研究。今天我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动，这种碰撞叫做一维碰撞。2、根据实验情景，提出问题猜想碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”，而且我们要找的是在各种碰撞情况下都不改变的不变量量。根据猜想的一般原理由简单到复杂，由单一到多样，引导学生进行以下猜想：速度在碰撞前后是变化的，一个物体的质量与它速度的乘积不是不变量。那么，两个物体各自的质量与自己的速度乘积之和是不是不变量？或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不是不变量？或者，两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？学生猜想还有什么可能是不变量？3、教师引导学生提出猜想后，利用实验器材（气垫导轨和光电记时器）进行实验探究。（1）探究一：质量大的物体碰撞质量小的物体，碰后分开。测量后读出相关物理量，计算相关速度，填入预先设计好的表格。将实验中测得的物理量填入下表，物体碰撞后运动的速度与原来的方向相反时需要注意正负号.t1=，t２=，t３=，t4=碰撞前碰撞后质量m1=m2=m1=m2=速度v1=v2=v1′=v2′=mvm1v1＋m2v2=m1v1′＋m2v2=mv2m1veq\o\al(2,1)＋m2veq\o\al(2,2)=m1v1′2＋m2v2′2=eq\f(v,m)eq\f(v1,m1)＋eq\f(v2,m2)=eq\f(v1′,m1)＋eq\f(v2′,m2)=其他猜想通过研究以上实验数据，找到碰撞前后的“不变量”．数据处理：v=，L为公因式，可约，实验数据计算下表是否是不变量。碰撞前碰撞后误差mv==mm1=m1＋m2=mv2==mm1=m1＋m2=eq\f(v,m)==＋=其他猜想（2）探究二：质量小的物体碰撞质量大的物体，碰后分开。测量后读出相关物理量，计算相关速度，填入预先设计好的表格。数据处理：（a）在探究一，确定不是不变量的物理量不需再验证。（b）在实验过程中，会发现m1反弹，即速度反向，验证质量乘速度可能是不变量还是质量乘速率可能是不变量。（3）探究三：碰撞后不分开。测量后读出相关物理量，计算相关速度，填入预先设计好的表格。4、分析实验数据，总结实验规律待同学们整理好实验数据后，让同学们根据自己的实验结论，总结出碰撞前后的不变量是什么。通过学生的总结，教师得出结论：物体碰撞前后两个物体各自的质量与自己的速度乘积之和是不变的，实际上并不是一次实验，就能得到一个规律，但是会对我们的猜想增添几分把握。只有根据实验结果推导出的许许多多新结论都与事实一致时，猜想才能成为一条定律。（三）课堂小结：教师引导学生从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度总结本节课的收获，教师进行点评和总体归纳。（四）布置作业：自己设计验证动量是否为不变量的实验，并进行实验，观察实验结论是否与之前的结论一致。《实验：探究碰撞中的不变量》学情分析

通过前面模块的学习，学生已经知道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，这为本节的教学奠定了一定的基础。上节课我们学习了第二节《动量和动量定理》，对学生对不变量的猜想起到引导作用。学生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从而产生的运动类型也有生活感性认知。教师要多指导学生学习方法，使其掌握实验内涵。《实验：探究碰撞中的不变量》效果分析动量传递演示器演示多种碰撞情况，学生觉得很神奇，调动了学生研究碰撞规律的兴趣，引出研究规律的一般方法：先找不变量，再找变化量。在探究中进行了多种情况下的碰撞，学生经过自己的分析得到自己的实验结论，结合教师总结的最终结论，学生可以更好的牢记实验过程，掌握实验原理。给予学生引导，不光从知识角度总结，而且更从重视科学的研究思路与方法总结，养成了学生科学的情感态度与价值观。《实验：探究碰撞中的不变量》教材分析《实验：探究碰撞中的不变量》的内容选自人教版物理选修3-5第十六章第一节的内容。本节从探究实验引导学生了解到了碰撞过程中的一些特点，为以后动量守恒定律的学习奠定了基础，且在原子物理中也有涉及，因此本内容起着承上启下的作用。教材通过实验情境从特殊到一般化探究，让学生体验碰撞中不变量的猜想认知过程；让学生在实验探究引导和实践中收获“不变量的猜想”成果，体验学习探究过程，了解碰撞前后物块速度的获得方法，发展对学科的兴趣与热情。教材的核心是引导学生经历对碰撞问题的探究过程，使实验技能训练与科学探究过程有机的结合起来。《实验：探究碰撞中的不变量》评测练习如图所示,利用气垫导轨和光电门研究碰撞中的不变量,已知遮光片的宽度为L,两滑块质量分别为mA和mB,开始时滑块A和B相向运动,经过光电门的时间各自为ΔtA和ΔtB，碰撞后，滑块B和A先后以ΔtB′和ΔtA′经过右侧光电门，如果实验中测出碰撞前后两滑块的质量和速度乘积之和保持不变，则可用题中条件写出所满足的关系式是_____________________________vvvv'v'vＬ《实验：探究碰撞中的不变量》课后反思一、优点及成功之处1、上完本节课后，感觉学生对碰撞的规律有了浓厚的兴趣，特别是各种不同情况下的不同结果有了探究的欲望，对以后动量守恒定律的研究和学习有很大的帮助。2、大部分学生能通过实验数据总结中碰撞中的不变量，学生经过自己的分析得到自己的实验结论，结合教师总结的最终结论，更好的牢记了实验过程，掌握了实验原理，达到了预期的教学目标，取得了比较满意的教学效果。二、存在的问题1、课堂组织上，时间显的较为紧张。2、碰撞有太多种可能性，速度也可以有多种测量方法，因此，如果本次课能安排连接的两节课，学生将有更多一些动脑、动手的时间，效果会更好。《实验：探究碰撞中的不变量》课标分析（一）知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．3、掌握实验数据处理的方法．（二）过程与方法1、学习根据实