1實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年高中物理蘇教版選修3-5-蘇教版2014主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：探究碰撞中的不變量。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容與課本中的動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律等章節(jié)相關(guān)，旨在幫助學(xué)生理解和應(yīng)用這些物理定律于實(shí)際問(wèn)題中。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。學(xué)生將通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究碰撞中的不變量，提升觀察、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等能力，同時(shí)培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和對(duì)物理現(xiàn)象的好奇心，以及運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在此前學(xué)習(xí)過(guò)程中已經(jīng)掌握了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律等基本物理概念，具備一定的物理實(shí)驗(yàn)操作基礎(chǔ)，能夠理解物理量的測(cè)量和計(jì)算方法。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中學(xué)生對(duì)物理學(xué)科普遍具有好奇心和探索欲，對(duì)實(shí)驗(yàn)探究類課程興趣較高。學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯思維能力，能夠通過(guò)分析、推理得出結(jié)論。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)學(xué)習(xí)物理知識(shí)，而另一部分學(xué)生則更傾向于通過(guò)理論推導(dǎo)和計(jì)算來(lái)理解物理現(xiàn)象。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生在探究碰撞中的不變量時(shí)，可能會(huì)遇到以下困難與挑戰(zhàn)：一是對(duì)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律的理解不夠深入，難以在實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確應(yīng)用；二是實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，可能存在誤差，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；三是數(shù)據(jù)分析能力不足，難以從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中提取有效信息。針對(duì)這些困難，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，提高實(shí)驗(yàn)操作技能，并教授數(shù)據(jù)分析方法，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)中的障礙。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-軟硬件資源：物理實(shí)驗(yàn)室、電腦、投影儀、攝像頭、電子秤、計(jì)時(shí)器、彈簧秤、碰撞實(shí)驗(yàn)裝置（如氣墊導(dǎo)軌、滑塊等）。

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線討論。

-信息化資源：物理教學(xué)軟件、在線實(shí)驗(yàn)視頻、相關(guān)物理知識(shí)科普文章。

-教學(xué)手段：多媒體課件、實(shí)物演示、小組討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫。教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課

1.老師角色：以提問(wèn)的方式導(dǎo)入新課。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)：同學(xué)們，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律和能量守恒定律，那么在碰撞現(xiàn)象中，這些定律是如何表現(xiàn)的呢？今天我們將一起探究碰撞中的不變量。

二、新課講授

1.老師角色：講解碰撞中的不變量概念，引導(dǎo)學(xué)生理解動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律在碰撞現(xiàn)象中的應(yīng)用。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)：認(rèn)真聽講，做好筆記，思考碰撞過(guò)程中可能存在的變量和不變量。

3.老師角色：通過(guò)實(shí)例分析，如碰撞前后的速度、質(zhì)量、動(dòng)能等，幫助學(xué)生理解動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律在碰撞現(xiàn)象中的具體應(yīng)用。

4.學(xué)生學(xué)習(xí)：結(jié)合實(shí)例，分析碰撞過(guò)程中變量的變化和不變量的保持，加深對(duì)知識(shí)的理解。

5.老師角色：介紹實(shí)驗(yàn)探究方法，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律在碰撞現(xiàn)象中的適用性。

6.學(xué)生學(xué)習(xí)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，分組討論，確定實(shí)驗(yàn)步驟、所需器材和數(shù)據(jù)處理方法。

三、實(shí)驗(yàn)探究

1.老師角色：指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)：按照實(shí)驗(yàn)方案，認(rèn)真操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3.老師角色：引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律在碰撞現(xiàn)象中的適用性。

4.學(xué)生學(xué)習(xí)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析碰撞過(guò)程中變量的變化和不變量的保持，得出結(jié)論。

四、課堂討論

1.老師角色：組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論，分享實(shí)驗(yàn)心得，討論碰撞現(xiàn)象中的不變量。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)：積極參與討論，分享實(shí)驗(yàn)心得，提出問(wèn)題，共同探討。

3.老師角色：針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題，進(jìn)行解答和補(bǔ)充，引導(dǎo)學(xué)生深入理解碰撞中的不變量。

4.學(xué)生學(xué)習(xí)：認(rèn)真聽講，思考問(wèn)題，積極參與討論，加深對(duì)知識(shí)的理解。

五、總結(jié)歸納

1.老師角色：總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律在碰撞現(xiàn)象中的重要性。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)：回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，梳理知識(shí)脈絡(luò)，加深對(duì)碰撞中不變量的理解。

六、作業(yè)布置

1.老師角色：布置課后作業(yè)，要求學(xué)生完成相關(guān)習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)：認(rèn)真完成作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)，為下一節(jié)課做好準(zhǔn)備。

七、課堂評(píng)價(jià)

1.老師角色：對(duì)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，提出表?yè)P(yáng)和改進(jìn)意見。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)：認(rèn)真對(duì)待課堂評(píng)價(jià)，反思自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，不斷改進(jìn)學(xué)習(xí)方法。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-物理史話：介紹動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)歷程，包括伽利略、牛頓等科學(xué)家的重要貢獻(xiàn)，以及這些定律在物理學(xué)發(fā)展中的地位。

-碰撞現(xiàn)象的實(shí)例：收集生活中常見的碰撞現(xiàn)象圖片或視頻，如車輛碰撞、籃球運(yùn)動(dòng)中的碰撞等，供學(xué)生分析。

-不同類型的碰撞：探討彈性碰撞和非彈性碰撞的區(qū)別，包括完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的特點(diǎn)。

-碰撞中的能量轉(zhuǎn)化：分析碰撞過(guò)程中動(dòng)能、勢(shì)能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化情況，以及能量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用。

2.拓展建議：

-閱讀物理科普書籍：推薦學(xué)生閱讀《物理世界中的奇跡》等科普書籍，了解物理定律在日常生活中的應(yīng)用。

-觀看物理紀(jì)錄片：推薦學(xué)生觀看《物理的奧秘》等紀(jì)錄片，通過(guò)生動(dòng)的案例學(xué)習(xí)物理知識(shí)。

-參與物理競(jìng)賽：鼓勵(lì)學(xué)生參加物理競(jìng)賽，如物理奧林匹克競(jìng)賽，提升學(xué)生的物理思維和實(shí)驗(yàn)技能。

-開展小組研究：組織學(xué)生進(jìn)行小組研究，選擇與碰撞相關(guān)的物理問(wèn)題進(jìn)行探究，如碰撞中的能量損失、碰撞后的運(yùn)動(dòng)軌跡等。

-制作物理模型：指導(dǎo)學(xué)生制作碰撞實(shí)驗(yàn)的物理模型，如使用橡皮筋模擬碰撞，幫助學(xué)生直觀理解碰撞現(xiàn)象。

-實(shí)地考察：組織學(xué)生參觀物理實(shí)驗(yàn)室或科技館，親身感受物理學(xué)的魅力，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣。

-網(wǎng)絡(luò)資源利用：指導(dǎo)學(xué)生合理利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線課程、教育論壇等，拓展學(xué)習(xí)視野，豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容。

-課后練習(xí)：布置與碰撞相關(guān)的課后練習(xí)題，如計(jì)算碰撞前后的速度、能量變化等，鞏固所學(xué)知識(shí)。

-實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫：指導(dǎo)學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)寫作能力和數(shù)據(jù)分析能力。板書設(shè)計(jì)①碰撞中的不變量

-動(dòng)量守恒定律

-能量守恒定律

-彈性碰撞

-非彈性碰撞

②碰撞現(xiàn)象分析

-碰撞前后的速度變化

-碰撞前后的動(dòng)能變化

-碰撞前后的勢(shì)能變化

③實(shí)驗(yàn)探究步驟

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

-實(shí)驗(yàn)原理

-實(shí)驗(yàn)器材

-實(shí)驗(yàn)步驟

-數(shù)據(jù)記錄與分析

④實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論

-動(dòng)量守恒驗(yàn)證

-能量守恒驗(yàn)證

-碰撞類型判斷

⑤課堂小結(jié)

-碰撞中的不變量總結(jié)

-動(dòng)量守恒和能量守恒的應(yīng)用

-實(shí)驗(yàn)探究方法的重要性反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)：本節(jié)課采用實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)，讓學(xué)生通過(guò)親自操作實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，這種教學(xué)方式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)探究能力。

2.互動(dòng)式教學(xué)：在課堂教學(xué)中，我注重與學(xué)生互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)、討論，這樣可以及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，使教學(xué)更加貼近學(xué)生的實(shí)際需求。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生對(duì)物理概念的理解不夠深入：部分學(xué)生在學(xué)習(xí)碰撞中的不變量時(shí)，對(duì)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律的理解停留在表面，缺乏對(duì)物理概念本質(zhì)的把握。

2.實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)處理不足：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，部分學(xué)生由于操作不當(dāng)或?qū)?shí)驗(yàn)原理理解不透徹，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前的評(píng)價(jià)方式主要依賴于學(xué)生的課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)際操作能力和創(chuàng)新思維的評(píng)估。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.加強(qiáng)物理概念的教學(xué)：在教學(xué)中，我將更加注重物理概念的教學(xué)，通過(guò)講解、舉例、對(duì)比等方法，幫助學(xué)生深入理解物理概念的本質(zhì)。

2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)：針對(duì)實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，我將提供更加詳細(xì)的指導(dǎo)，確保學(xué)生能夠正確操作實(shí)驗(yàn)器材，減少實(shí)驗(yàn)誤差。

3.豐富評(píng)價(jià)方式：為了全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，我將采用多元化的評(píng)價(jià)方式，包括實(shí)驗(yàn)操作考核、創(chuàng)新思維展示、小組合作評(píng)價(jià)等，以更全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

4.加強(qiáng)與學(xué)生的溝通：我將更加注重與學(xué)生的溝通，了解他們的學(xué)習(xí)需求和困難，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。

5.鼓勵(lì)學(xué)生參與科研活動(dòng)：為了培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新能力，我將鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)校或社區(qū)的科學(xué)研究和創(chuàng)新項(xiàng)目，提供必要的指導(dǎo)和支持。課后作業(yè)1.作業(yè)題目：一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體以5m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，與一個(gè)質(zhì)量為3kg的靜止物體發(fā)生完全非彈性碰撞。求碰撞后兩物體的共同速度。

答案：根據(jù)動(dòng)量守恒定律，碰撞前后的總動(dòng)量相等。設(shè)碰撞后兩物體的共同速度為v，則有：

m1*v1+m2*v2=(m1+m2)*v

2kg*5m/s+3kg*0m/s=(2kg+3kg)*v

10kg*m/s=5kg*v

v=2m/s

碰撞后兩物體的共同速度為2m/s，方向向右。

2.作業(yè)題目：一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體從高度h自由落下，與地面發(fā)生彈性碰撞后反彈到高度h/2。求碰撞前后的速度。

答案：設(shè)碰撞前物體的速度為v1，碰撞后的速度為v2。根據(jù)能量守恒定律，碰撞前后的機(jī)械能相等。設(shè)重力加速度為g，則有：

1/2*m*v1^2=1/2*m*v2^2+m*g*(h-h/2)

v1^2=v2^2+g*(h-h/2)

v1^2=v2^2+g*h/2

由于v1=0（自由落下），v2=2*v1=0，代入上式得：

0=0+g*h/2

g*h/2=0

h=0

這里出現(xiàn)矛盾，說(shuō)明假設(shè)碰撞前速度為0是不正確的。實(shí)際上，由于是彈性碰撞，物體在碰撞后的速度將是碰撞前速度的兩倍。因此，v2=2*v1=2*0=0，這也是矛盾的。正確的解答應(yīng)該是：

v2=√(2gh)=√(2*9.8m/s^2*h/2)=√(9.8m/s^2*h)

碰撞后的速度v2是碰撞前速度v1的√2倍。

3.作業(yè)題目：一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的滑塊以10m/s的速度水平向右滑行，與一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的滑塊發(fā)生彈性碰撞，碰撞后第一個(gè)滑塊的速度減半。求第二個(gè)滑塊碰撞后的速度。

答案：設(shè)碰撞后第一個(gè)滑塊的速度為v1'，第二個(gè)滑塊的速度為v2'。根據(jù)動(dòng)量守恒定律，碰撞前后的總動(dòng)量相等。設(shè)碰撞前第一個(gè)滑塊的速度為v1，則有：

m1*v1=m1*v1'+m2*v2'

0.2kg*10m/s=0.2kg*(1/2*10m/s)+0.3kg*v2'

2kg*m/s=1kg*m/s+0.3kg*v2'

1kg*m/s=0.3kg*v2'

v2'=3.33m/s

第二個(gè)滑塊碰撞后的速度為3.33m/s。

4.作業(yè)題目：一輛質(zhì)量為800kg的汽車以20m/s的速度行駛，與一輛質(zhì)量為200kg的自行車發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后兩車共同以10m/s的速度行駛。求碰撞前自行車的速度。

答案：根據(jù)動(dòng)量守恒定律，碰撞前后的總動(dòng)量相等。設(shè)自行車碰撞前的速度為v，則有：

m1*v1+m2*v2=(m1+m2)*v

800kg*20m/s+200kg*v=(800kg+200kg)*10m/s

16000kg*m/s+200kg*v=1000kg*10m/s

200kg*v=1000kg*10m/s-16000kg*m/s

200kg*v=-6000kg*m/s

v=-30m/s

自行車碰撞前的速度為-30m/s，方向與汽車相反。

5.作業(yè)題