《碰撞中動(dòng)量守恒探究》教學(xué)設(shè)計(jì)思想探究式學(xué)習(xí)方式作為一種與傳統(tǒng)接受式教學(xué)相對(duì)應(yīng)的方式，旨在強(qiáng)化學(xué)生的體驗(yàn)，通過(guò)對(duì)知識(shí)的探究，懂得知識(shí)形成的過(guò)程和獲取的方法，從而拓展學(xué)生的思維能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，新課程大力倡導(dǎo)在學(xué)科課程中面向全體學(xué)生，開(kāi)展多樣化的探究式教學(xué)活動(dòng)。其基本特征可以概括為“活”和“動(dòng)”兩個(gè)字?！盎钜环矫姹憩F(xiàn)為學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，另一方面表現(xiàn)為學(xué)習(xí)辭去的生動(dòng)性。教室里實(shí)際所發(fā)生的一切不可能都由教師所預(yù)設(shè)，思維常常迸發(fā)出令教師意想不到的智慧的火花：”動(dòng)“表現(xiàn)為學(xué)生真正的動(dòng)手操作、動(dòng)眼觀察、動(dòng)腦思考。新課程中的探究式教學(xué)貫穿于物理課程標(biāo)準(zhǔn)和教材之中的。多媒體技術(shù)和現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)為建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)提供了最理想的條件，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論與教學(xué)理論，為實(shí)現(xiàn)基于多媒體和現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)為基礎(chǔ)的、以學(xué)生為中心的教學(xué)模式提供了理論基礎(chǔ)。為此，我在設(shè)計(jì)（包括實(shí)施）中為圖體現(xiàn)：心學(xué)生發(fā)展為根本，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)、選擇教的方法，讓學(xué)生在“重新發(fā)現(xiàn)”和“重新組合”知識(shí)的過(guò)程中進(jìn)行學(xué)習(xí)，使所有學(xué)生都參與學(xué)習(xí)的過(guò)程。讓他們通過(guò)一系列的探索活動(dòng)去發(fā)現(xiàn)總結(jié)，而不是將現(xiàn)成的結(jié)論直接告訴學(xué)生。探究學(xué)習(xí)中，讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)取得成功，學(xué)習(xí)的成果是學(xué)生合作的結(jié)果；鼓勵(lì)學(xué)生自由想象，提出各種假設(shè)和預(yù)見(jiàn)，充分尊重他們的思想觀點(diǎn)，使學(xué)敢想敢干，富有創(chuàng)新精神。學(xué)習(xí)任務(wù)分析本節(jié)是繼動(dòng)量守恒定律之后的習(xí)題課。主要鞏固所學(xué)知識(shí)，學(xué)會(huì)在不同條件下，熟練靈活的運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解釋一些碰撞現(xiàn)象，并能利用動(dòng)量守恒定律熟練的解決相關(guān)問(wèn)題。本節(jié)課以學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究為主：通過(guò)演示及學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生總結(jié)碰撞的特點(diǎn)；通過(guò)學(xué)生親手實(shí)驗(yàn)和多媒體課讓學(xué)生總結(jié)碰撞的種類(lèi)；通過(guò)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)總結(jié)碰撞前后動(dòng)量及機(jī)械能的關(guān)系。學(xué)生通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的分析，對(duì)碰撞過(guò)程中動(dòng)量和機(jī)械能的變化有了進(jìn)一步的了解，為以后處理碰撞問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)者分析教學(xué)重點(diǎn)：1.掌握碰撞的特點(diǎn)；2.掌握碰撞過(guò)程中動(dòng)量、機(jī)械能的變化及其規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)：1.學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析；2.全面、深入理解動(dòng)量守恒定律的適用條件；3.分析碰撞過(guò)程機(jī)械能的損失的原因。高一學(xué)生，已初步掌握了實(shí)驗(yàn)探究的基本程序（觀察現(xiàn)象→提出問(wèn)題→猜想假設(shè)→方案設(shè)計(jì)→實(shí)驗(yàn)探究→歸納總結(jié)→解釋現(xiàn)象）；具有較好的思考與質(zhì)疑、交流與合作的學(xué)習(xí)習(xí)慣；學(xué)生通過(guò)做實(shí)驗(yàn)對(duì)碰撞過(guò)程中動(dòng)量和能量的關(guān)系有一感性的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而對(duì)過(guò)程的分析，使學(xué)生領(lǐng)悟發(fā)現(xiàn)隱含的碰撞問(wèn)題的方法，培養(yǎng)他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。本節(jié)的大量時(shí)間是學(xué)生實(shí)驗(yàn)、討論、思考的時(shí)間，希望通過(guò)學(xué)生的活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)主體的地位。教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能熟練掌握“碰撞”問(wèn)題中動(dòng)量守恒及能量變化的規(guī)律明確碰撞的特點(diǎn)，并學(xué)會(huì)應(yīng)用碰撞的特點(diǎn)分析和解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散型的創(chuàng)新思維方式。（二）過(guò)程與方法通過(guò)視頻與實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分析總結(jié)碰撞的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和總結(jié)能力。通過(guò)碰撞過(guò)程課件的分析，總結(jié)碰撞的種類(lèi)。通過(guò)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，體會(huì)物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力和自主及合作學(xué)習(xí)的能力。通過(guò)理論分析，讓學(xué)生進(jìn)一步理解碰撞過(guò)程中動(dòng)量和能量的關(guān)系。（三）情感與價(jià)值觀感悟科學(xué)探究的方法，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)在物理中的地位和作用。體驗(yàn)和分享探究成功的喜悅，產(chǎn)生科學(xué)探究的興趣。通過(guò)討論與交流等活動(dòng)，養(yǎng)成學(xué)生與他人進(jìn)行交流、反思的習(xí)慣，發(fā)揚(yáng)與他人合作的精神。學(xué)會(huì)辨證的、全面的思想分析問(wèn)題。教學(xué)手段計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）教具多媒體課件，多媒體教學(xué)設(shè)備。彈性碰撞演示儀。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材：第一、二組：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置：斜槽，兩個(gè)體積相同鋼球和玻璃球，鐵架臺(tái)，天平，刻度尺，重錘線(xiàn)，白紙，復(fù)寫(xiě)紙，三角板，圓規(guī)。第三組：鋁制斜槽，木支架，兩個(gè)體積相同磁性鋼球，天平，刻度尺，重錘線(xiàn)，白紙，復(fù)寫(xiě)紙，三角板，圓規(guī)。第四、五組：J2136—1沖擊擺（擺塊質(zhì)量為80g），彈丸（質(zhì)量為7.5g的鋼珠），天平，刻度尺，三角板。第六組：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源，紙帶，兩個(gè)相同的小車(chē)，長(zhǎng)木板，橡皮泥，小木塊，刻度尺。第七組：氣墊導(dǎo)軌，滑塊，光電門(mén)，數(shù)據(jù)采集器。教學(xué)過(guò)程（一）創(chuàng)設(shè)情境，引入新課視頻：賽車(chē)、911事件演示：彈性球碰撞演示教師：上述所看到的現(xiàn)象就是這節(jié)課要研究的現(xiàn)象------碰撞顯示問(wèn)題：碰撞有什么特點(diǎn)呢？分析：碰撞是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象，學(xué)生孰知，但很少有同學(xué)深入研究它的特點(diǎn)及規(guī)律，所以通過(guò)影片、實(shí)驗(yàn)、提出問(wèn)題，引起學(xué)生思維的撞擊，激起學(xué)生的興趣及求知欲，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去探究。（二）學(xué)生探究、新課教學(xué)【探究1】碰撞的特點(diǎn)教師：同學(xué)們用自備的玻璃球碰撞，探究碰撞的特點(diǎn)。學(xué)生：實(shí)驗(yàn)。分析：創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣與好奇心。物理實(shí)驗(yàn)是創(chuàng)設(shè)情境的最有效的工具，創(chuàng)設(shè)與主題相關(guān)的、盡可能真實(shí)的情境，使學(xué)生能在和現(xiàn)實(shí)情況基本一致或相似的情境中發(fā)生。通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)的能力以及分析總結(jié)的能力。學(xué)生回答：碰撞的特點(diǎn)為：作用時(shí)間短，相互作用力大?！咎骄?】碰撞的種類(lèi)問(wèn)題：在碰撞過(guò)程中，物體是否發(fā)生形變。學(xué)生：是，因?yàn)橛辛Φ淖饔谩Ｔ賳?wèn)：物體的形變可分為哪幾種？學(xué)生：彈性形變、非彈性形變、完全非彈性形變?cè)賳?wèn)：這幾種形變有什么特點(diǎn)？學(xué)生：回答。課件：三種碰撞的情況的模擬展示總結(jié)：碰撞的種類(lèi)：彈性碰撞、非彈性碰撞、完全非彈性碰撞。分析：探究活動(dòng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的直接體驗(yàn)，但獲取證據(jù)的方式是多樣的。某些問(wèn)題和證據(jù)可以來(lái)自于教師的演示實(shí)驗(yàn)，也可以讓學(xué)生從各種渠道收集有關(guān)資料，進(jìn)行分析、思考，提出自己的觀點(diǎn)和看法，這樣做可以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。以真實(shí)的碰撞為基礎(chǔ)，將短暫、細(xì)微的變化過(guò)程通過(guò)模擬放大，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)碰撞過(guò)程中的形變情況理解更深一層?！咎骄?】碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)量是否變化？機(jī)械能是否變化？1.實(shí)驗(yàn)探究（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)）教師：學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中巡視、指導(dǎo)、回答學(xué)生提出的問(wèn)題。方案一（第一組、第一組）：【實(shí)驗(yàn)儀器】斜槽，兩個(gè)體積相同鋼球和玻璃球，鐵架臺(tái)，天平，刻度尺，重錘線(xiàn)，白紙，復(fù)寫(xiě)紙，三角板，圓規(guī)。【實(shí)驗(yàn)裝置】如圖【實(shí)驗(yàn)步驟】略【實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)】入射小球的質(zhì)量被碰小球的質(zhì)量入射小球碰前的速度V1(m/s)入射小球碰后的速度(m/s)被碰小球碰后的速度(m/s)碰撞前動(dòng)量m1V1(kg·m/s)碰撞后總動(dòng)量m1+m2(kg·m/s)碰撞前動(dòng)能(J)碰撞后的總動(dòng)能(J)實(shí)驗(yàn)中需測(cè)的物理量m1(kg)m2(kg)OP（m）OM（m）ON（m）m1OPm1OM+m2ONm1OP2m1OM2+m2ON2測(cè)量數(shù)據(jù)【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）碰撞前后動(dòng)量守恒；（2）碰后的機(jī)械能略小于碰前的機(jī)械能（在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒）方案二（第三組）：【實(shí)驗(yàn)儀器】斜槽，兩個(gè)體積相同鋼球（入射球）和磁性球（被碰球），木支架，天平，刻度尺，重錘線(xiàn)，白紙，復(fù)寫(xiě)紙，三角板，圓規(guī)?！緦?shí)驗(yàn)裝置】如圖【實(shí)驗(yàn)步驟】略【實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)】入射小球的質(zhì)量被碰小球的質(zhì)量入射小球碰前的速度V1(m/s)入射小球碰后的速度(m/s)被碰小球碰后的速度(m/s)碰撞前動(dòng)量m1V1(kg·m/s)碰撞后總動(dòng)量m1+m2(kg·m/s)碰撞前動(dòng)能(J)碰撞后的總動(dòng)能(J)實(shí)驗(yàn)中需測(cè)的物理量m1(kg)m2(kg)OP（m）OM（m）ON（m）m1OPm1OM+m2ONm1OP2m1OM2+m2ON2測(cè)量數(shù)據(jù)【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）碰撞前后動(dòng)量守恒（2）碰撞后的機(jī)械能小于碰前的機(jī)械能，機(jī)械能不守恒方案三（第四組、第五組）：【實(shí)驗(yàn)儀器】沖擊擺，小鋼球，天平，刻度尺，三角板?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?）探究碰撞前后動(dòng)量關(guān)系；（2）探究碰撞前后動(dòng)能的關(guān)系?！緦?shí)驗(yàn)裝置】如圖（1）用天平稱(chēng)出彈丸和擺塊的質(zhì)量。（2）將沖擊擺實(shí)驗(yàn)儀器放在桌子上，調(diào)節(jié)底座上的調(diào)平螺絲，使底座水平。再調(diào)節(jié)支架上端的調(diào)節(jié)旋鈕，改變懸線(xiàn)的長(zhǎng)度，使擺塊上沿與刻度盤(pán)上的虛線(xiàn)重合。前沿與0°重合，彈孔跟槍口對(duì)正，側(cè)面與刻度盤(pán)平行。（3）使擺塊靜止，把指針停放于偏角約為20°處。用中檔試射一次，讀出指針擺動(dòng)的最大角度。擺塊擺回時(shí)，要用手輕輕止住。然后把指針預(yù)先放在稍小于所擺動(dòng)的最大角度處，用同樣方法正式發(fā)射三次，記下每次指針擺動(dòng)的位置，測(cè)出每次擺塊擺動(dòng)的角度θ，并算出三次θ的平均值。用刻度尺直接測(cè)出擺塊上升的高度h。（4）從說(shuō)明書(shū)中查出彈丸的出射速度填入下表，并計(jì)算下表其它相應(yīng)的值。【實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)】彈丸的質(zhì)量m=0.0075kg擺塊質(zhì)量M=0.08kg槍機(jī)檔位彈丸的速度V（m/s）實(shí)驗(yàn)次數(shù)擺塊上升的高度h（m）彈丸和擺塊碰后的共同速度(m/s)碰撞前動(dòng)量mV1(kg·m/s)碰撞后總動(dòng)量（m+M）(kg·m/s)碰撞前動(dòng)能(J)碰撞后的總動(dòng)能(J)測(cè)量值θ（度）平均值（度）上升的最大高度h（m）高速檔8.1第一次第二次第三次【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）碰撞前后動(dòng)量守恒（2）碰撞后的機(jī)械能小于碰前的機(jī)械能，機(jī)械能不守恒方案四（第六組）：【實(shí)驗(yàn)儀器】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶，兩個(gè)相同的小車(chē)，長(zhǎng)木板，尼龍粘扣，小木塊，電源，刻度尺。長(zhǎng)木板小車(chē)橡皮泥小車(chē)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器長(zhǎng)木板小車(chē)橡皮泥小車(chē)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器AB（1）探究碰撞前后動(dòng)量關(guān)系；（2）探究碰撞前后動(dòng)能的關(guān)系。【實(shí)驗(yàn)裝置】如圖【實(shí)驗(yàn)步驟】（1）將長(zhǎng)木板一端墊高用以平衡摩擦力，使小車(chē)在木板上恰好勻速下滑。（2）在板的一端固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將紙帶固定在A小車(chē)上，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，讓小車(chē)A緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。（3）在小車(chē)A的前端粘有橡皮泥，先接通電源，推動(dòng)小車(chē)A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車(chē)B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)。計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的小點(diǎn)。（4）換幾條紙帶，重做上面的實(shí)驗(yàn)。（5）在取下的紙帶中挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量?！緦?shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)】入射小車(chē)的質(zhì)量m1(kg)被碰小車(chē)的質(zhì)量m2(kg)入射車(chē)碰前的速度V1(m/s)入射和被碰小車(chē)碰后的共同速度(m/s)碰撞前動(dòng)量m1V1(kg·m/s)碰撞后總動(dòng)量（m1+m2）(kg·m/s)碰撞前動(dòng)能(J)碰撞后的總動(dòng)能(J)【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）碰撞前后動(dòng)量守恒（2）碰撞后的機(jī)械能小于碰前的機(jī)械能，機(jī)械能不守恒方案五（第七組）：【實(shí)驗(yàn)器材】氣墊導(dǎo)軌，滑塊多個(gè)，沖氣泵，光電門(mén)，多功能數(shù)據(jù)處理器?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?）探究碰撞前后動(dòng)量關(guān)系；（2）探究碰撞前后動(dòng)能的關(guān)系?！緦?shí)驗(yàn)裝置】【實(shí)驗(yàn)步驟】（1）大滑塊靜止，給小滑塊一初速度V1，與大滑塊相碰，用光電門(mén)和數(shù)據(jù)采集器分別測(cè)出第一次碰撞前后大、小滑塊的速度V1、、。（2）小滑塊粘有較軟的泡沫塑料，小滑塊靜止，給大滑塊一初速度V1，與小滑塊相碰，用光電門(mén)和數(shù)據(jù)采集器分別測(cè)出第一次碰撞后滑塊的速度，給大滑塊一初速度V1，與小滑塊相碰共同運(yùn)動(dòng)，用光電門(mén)和多功能數(shù)據(jù)處理器分別測(cè)出第一次碰撞前后滑塊的速度V1、、。（3）大小滑塊粘有尼龍粘扣，小滑塊靜止，給大滑塊一初速度V1，與小滑塊相碰共同運(yùn)動(dòng)，用光電門(mén)和數(shù)據(jù)采集器分別測(cè)出第一次碰撞前后滑塊的速度V1、、。【實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)】碰撞的種類(lèi)入射滑塊的質(zhì)量m1(kg)被碰滑塊的質(zhì)量m2(kg)入射滑塊碰前的速度V1(m/s)入射滑塊碰后的速度(m/s)被碰滑塊碰后的速度(m/s)碰撞前動(dòng)量m1V1(kg·m/s)碰撞后總動(dòng)量m1+m2(kg·m/s)碰撞前動(dòng)能(J)碰撞后的總動(dòng)能(J)123【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）三種類(lèi)型的碰撞，碰撞前后動(dòng)量都守恒；（2）第一種碰撞：彈性碰撞機(jī)械能守恒第二種碰撞：非彈性碰撞碰后的機(jī)械能減小第三種碰撞：完全非彈性碰撞，機(jī)械能損失最大。2.探究結(jié)果展示：學(xué)生：每組代表展示探究成果。教師：對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)并總結(jié)。結(jié)論1：（碰撞過(guò)程中外力遠(yuǎn)小于碰撞物體之間的內(nèi)力，可以忽略不計(jì)，認(rèn)為）碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒。結(jié)論2：碰撞前后機(jī)械能的關(guān)系（1）彈性碰撞：碰撞過(guò)程中物體發(fā)生彈性形變，機(jī)械能部分轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，碰后彈性形變完全恢復(fù)，彈性勢(shì)能又全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所碰撞前后機(jī)械能守恒。（2）非彈性碰撞：碰撞過(guò)程中物體發(fā)生非彈性形變，碰后形變不能完全恢復(fù)，機(jī)械能部分轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所碰撞前后機(jī)械能小于碰撞前的機(jī)械能。（3）完全非彈性碰撞：碰撞過(guò)程中物體發(fā)生形變，碰后形變完全不能恢復(fù)，形變最大時(shí)二者的速度相等，之后兩物體以共同的速度運(yùn)動(dòng)，所以機(jī)械能損失最大。碰撞的應(yīng)用：視頻：學(xué)校教師打臺(tái)球的錄相片斷課堂小結(jié)碰撞的特點(diǎn)碰撞的種類(lèi)：彈性碰撞、非彈性碰撞、完全非彈性碰撞。碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒碰撞后的機(jī)械能小于或等于碰撞前的機(jī)械能。作業(yè)：研究性課題：利用一年來(lái)學(xué)