动量守恒定律教案范文

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第一阶段：高三开学至第二学期3月底，基础知识复习巩固阶段。目的是夯实基础，让学生掌握重点模型的处理方法，此段时间最长。

第二阶段：4月中旬到4月底，进行知识回顾阶段与高考训练的衔接。目的是让学生在高考训练前将基础知识都连贯起来。

第三阶段：4月底到6月初，做高考的适应训练。目的是规范训练，培养学生答题速度和技巧。

同时，在各阶段中都安排哪些内容、占多少课时都要细化到每节课。

二、细化复习内容

体育特长生文化课整体基础差，学习动力不足，所以在复习中要侧重学科基础知识、基本解题方法和技巧，对于难度偏大的地方做适当简化。

教学内容的安排要侧重力学部分，包括物体的平衡、匀变速直线、平抛、圆周等重点运动模型和功能关系（特别是动能定理）解题，都必须认真处理，让学生达到能够熟练掌握的程度。这些内容所用时间较长，大概从高三开学至寒假前。电磁部分要重视基本原理和方法，做好基础性题目，学生能力达到能够做好选择题即可。

三、细化复习中的每一节教案

高三特长生要有单独的教案和习题配置。教学案和习题难度系数要低，但得分点必须抓住。第一阶段复习中可以选修“动量守恒定律”一节为例加以简单说明。

明确目标：动量守恒的条件和碰撞中的动量和能量关系，并准确书写动量守恒和能量守恒表达式。

突出重点：动量守恒定律的推导后必须强调动量守恒的研究对象、选取的研究过程，并分析守恒条件，紧跟巩固练习。例题直接选择动能损失最大的完全非弹性碰撞模型，要求学生列式求解碰撞后速度和碰撞前后动能，并通过比较碰撞前后动能引出三种碰撞类型。例题之后拓展以类弹性碰撞为重点，选取“一动碰一静的弹性碰撞（两物体之间用弹簧）”为例，明确到两物体速度相等时为完全非弹性碰撞、到弹簧弹开时为弹性碰撞，要求学生写出准确的方程，并记住“一动碰一静的弹性碰撞”速度表达式。之后要巩固练习，这样使学生对重点内容理解深刻、得分点训练到位。

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一、多媒体课件应用于中学物理教学的优势

多媒体技术具有综合处理语言、文字、图形、图像、动画、视频和声音的能力，拥有极强的表现力和较好的受控性、交互性，在中学物理教学中具有利于物理现象的观察；模拟物理现象的动态过程；解决概念教学中抽象概念具体化、形象化的问题；模拟演示难以观察或无法完成的物理实验等优点。例如《动量守恒定律》、《电磁振荡》、《平均速度的测量》等实验。在这种情况下借助多媒体课件模拟演示，既可以强化实验精度优化实验效果，又可以缩短时间、节约经费，收到逼真的效果。

二、多媒体课件在中学物理教学中的具体应用

课堂是学生获取各种知识的最直接场所，课堂教学是实现教师教与学生学的最主要途径。课堂教学中运用课件，对学生形成多角度、多层次的信息刺激，有助于学生对知识的记忆和理解，缩短学生对知识的掌握时间。

在教学中我们可以利用课件激发学生学习兴趣，丰富物理课堂教学信息，突破教学重点和难点，强化学生的主体性。而且在教学中能节省对复杂图像和表格的描绘，以及对标题、定义、定律、原理、公式、例题总结等文字的书写，使教师可以有更多的时间集中在对物理现象、规律、方法、和各种问题的分析和讲解上；同时，可以向学生展示更多的教学资料，如某一领域或学科的发展全貌及工程技术中的有关物理基础知识等。这样既可提高教学效率，又可开阔学生的眼界。

美国著名认知派心理学家和教育家布鲁纳曾经指出，最好的学习动机是学生对研究的东西有着内在的兴趣，学生一旦对所学知识产生兴趣，就会产生愉悦的情绪，从而集中注意力，积极思维。为了激发学生兴趣，可适时引入图、文、声、像并茂的多媒体课件，给枯燥的内容创设新颖有趣的情境，充分调动学生脑、耳、口、手多种感官，达到感性认识和理性认识的有机结合，从而激发学生学习物理的兴趣，提高学习效率。比如，力平衡、回声测距、透镜成像等，对学生尤其是中学生很难接受也很难描绘清楚。以讲解力平衡为例，我们可用视频剪辑工具剪切一段杂技演员走钢丝的视频放入课件中，同时用计算机播放儿童玩不倒翁的过程，以此吸引学生的注意力，将学生带入问题情境：为什么钢丝上的演员不会摔下来、将不倒翁扳倒后为何又会自动立起来？从而达到解决问题的目的。

值得注意的是，课堂教学不一定完全按照预先制作好的课件进行，在教学过程中可能会出现一些新的问题，为备不时之需，教师可先设计一些备用的知识，以超级链接或开新窗口的方式，放在教案后面备用，也可以利用白板或投影仪讲授。另外，对教学中发现的问题或与物理有关的新的科技发展，要及时修改或添加到课件中。

三、多媒体课件在物理教学应用中应注意的问题

多媒体课件的选择和设计要注意物理学科的特点，最大限度地把抽象思维具体化。并且要恰当把握运用时机，理顺与传统教学的关系，明确教师在教学活动中所起的主导作用，多媒体课件只是辅助教具，要避免多媒体课件在课堂上的滥用。所以教师应着意设计、制作、改进有新意的物理演示实验，使各种教学设备和相应的现代化教学辅助手段能充分发挥各自的作用，从而有效提高物理教学质量。

总之，运用多媒体课件进行物理教学是教学手段的极大进步，我们要大力弘扬，但在使用中不能否定传统教学模式，只有二者相辅相成，才能使物理教学迈上一个新台阶。

参考文献：

[1]朱秀昌，宋建新.多媒体网络通信技术及应用.北京：电子工业出版社，1998.

[2][美]考克斯（Cox，N.），等著.多媒体网络互连指南.北京：科学出版社，1996.

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【中图分类号】 G423 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)04(b)-0096-01

1 知识阶梯的成因

知识阶梯主要表现在概念、规律、方法和思维方式四个方面。

1.1 概念性阶梯

学生从初中进入高中,首先遇到两个很困难的概念性阶梯,即从标量到矢量的阶梯和从速度到加速度的阶梯。

1.1.1 从标量到矢量的阶梯

从标量到矢量的阶梯会使学生对物理量的认识上升到一个新的境界。然而要实现这个飞跃必须接受认识过程的巨大考验。初中学生只会代数运算,仅能从数值大小上判断两个量的变化情况,现在要求用矢量的运算法则(几何方法),即平行四边形定则进行运算,判断矢量的变化时也不能只看数值上的变化,还要考虑其方向的变化。如匀速圆周运动的速度大小不变而方向时刻在改变,速度矢量仍是变化的。更困难的是矢量变化的定量计算,例如匀速圆周运动中若速度由为,速度的改变量,而如果和的大小相等都等于,速度改变量就写成,在计算中只有用几何的方法才能得出正确结果。

1.1.2 从速度到加速度的阶梯

从位移、时间到速度的建立是很自然的一个过程,学生容易跨过这个台阶。从速度到加速度是对运动描述的第二个阶梯,面对这一阶梯学生必须经受一个由具体到抽象又由抽象到具体的科学化能力的巨大考验。首先遇到的困难在于对加速度意义的理解,起初学生往往把加速度和速度的改变量混淆起来。更难理解的是加速度的大小、方向和速度大小、方向之间的关系,其计算也是用矢量式。而加速度的方向和速度方向可能相同(加速直线运动),可能相反(减速直线运动),可能垂直(匀速圆周运动),也可能成某一夹角(抛体运动),这些概念对学生来说也是一个很陡的阶梯。

1.2 规律上的阶梯

概念上的阶梯必然导致规律上的阶梯,规律上的阶梯主要表现在以下两个方面:

1.2.1 进入高中后物理规律的表达方式增多,如文字表达方式、数学表达式、图象表达方式等,导致理解难度加大,使部分学生不解其意,遇到问题不知所措。

1.2.2 矢量被引入物理规律的数学表达式,由于它的全新处理方法使很多学生感到很陌生,原有的知识结构中缺乏相应的观点,很难实现信息转换。特别是正、负号和方向间的关系,如运动学公式,牛顿第二定律,动量定理,动量守恒定律等都是矢量式,在运用其解题时都要注意各量的矢量性。

1.3 研究方法上的阶梯

1.3.1 从定性到定量。初中物理中很多内容只是对物理现象的定性说明和简单的定量描述,进入高中后要对物理现象进行模型化抽象和数学化描述。这必然要求学生去跨跃很大的阶梯。

1.3.2 从一维运动到二维运动。初中只学习匀速直线运动,而在高中不仅要学习匀变速直线运动,还要学维的曲线运动,并在研究物理过程时引入坐标法,把一个平面上的曲线运动(如平抛运动)分解成两个方向上的直线运动来处理。

1.3.3 引入平均值的方法。这个方法对于研究非均匀变化的物理量的规律是很重要的科学简化法,如变速运动的快慢、变力做的功、变力的冲量等,然而同样由于它的抽象性会使部分学生不易理解其物理含义。当然,一旦跨越这个台阶就会对很多物理现象的理解带来很大的好处。

1.3.4 实验方法上的明显深化。瞬时量的记录和测定手段、实验数据的处理、分析和结论的归纳以及误差的分析,特别是要求学生自己设计实验……这无疑是对初中水平的质的飞跃。

1.4 思维方式的阶梯

思维方式的过渡达不到认知程度提高的要求。初中物理教学需要具有形象材料的支持,以形象思维为主即充分利用物理实验,展现物理图景重现表象的作用,从而使学生形成概念掌握规律。到了高中阶段演示实验减少,抽象思维内容增多。要求学生不能停留在形象思维阶段,要重视思维的进一步发展,要学生应具有较强的逻辑推理能力和抽象思维能力,但对刚刚跨入高中阶段的学生来说往往是最欠缺的。

2 学生心理承受能力分析与对策

2.1 因材施教,适度控制“台阶高度”

现行教材分为必修和选修两部分,就是考虑到学生的能力及初中和高中的知识阶梯编写的。把那些需要大量分析、推理和综合能力强的知识放在了高三选修部分,这也适合高三年龄段且已经有了一定高中知识和能力的学生。把高中知识框架和高中物理研究方法贯穿于高一、高二必修内容当中。

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问题意识是指思维的怀疑品质.心理学研究表明：意识到问题的存在是思维的起点，没有问题的思维是肤浅的、被动的思维.问题意识是指学生在认识活动中意识到一些难以解决的、疑惑的实际问题或理论问题时产生的一种怀疑、困惑、焦虑、探究的心理取向.

学习是学生主动建构的过程，学生是学习的主体.学生产生学习愿望的根本是问题.在物理教学中培养学生的问题意识，有利于调动学生学习的主动性，使学生真正成为教学过程中的主体，从而获得丰富的情感体验.强烈的问题意识直接反映了个体思维的活跃和深刻程度并有力地推动学生对未知世界的探索.它往往会激发学生积极探究，着力释疑，最终形成新知识、新方法、新创造，并能使学生思维的独立性、深刻性、灵活性和广阔性得到发展，最终提升了学生的学习能力.

2 学生问题意识的现状

学贵有疑，疑问是建构教学的起点.但在现实的物理教学中，学生的物理问题意识非常薄弱.当教师问学生有问题吗？学生一般都是无声或者说是没有，学生对于教师上课的内容以及教材教参几乎没有任何疑义.导致这种现状的原因之一是和学生长期以来的接受的灌输式课堂教学模式有关.平时在课堂中，用的最多的是教师在教学时根据教案把问题逐个提出，而学生只是静待问题的提出，习惯于回答“是什么”，而不能回答“为什么”，在问题面前，更不会主动说“如果……那么……”.学生用这种“标准”答案回答老师的问题，当然难得找出矛盾，发现问题.其实这种教学模式学生根本就没有提出问题的空间.原因之二是和学生强烈的自尊心有关.一怕提出的问题太幼稚而让同学笑话；二怕自己的基础知识薄弱，不清楚自己会什么不会什么，问题太多不知从何问起；当然也有极少部分学生不想问的原因是想自己课后有能力解决，但这也恰好反映了另一问题，即较强的自尊心抑制与教师当面质疑，面对面交流的提问能力的发展.长此以往，学生最后的感觉是没问题可问.甚至有的学生视经常提问为一种“无知”的行为，不能理解也不能做到“不耻下问”.学生问的问题最多的一种情况是拿了参考资料来问题目，说的最多的一句话是老师该题我做不出来，你帮我做一下.这种单一地与最终结果打交道的问题必是索然无味的，物理学也变成了一门干巴巴的学科.现实情况是学生在课堂上经常提问或能提出经独立思考后带有个人见解性问题的人非常少.因此培养学生的问题意识就要从培养学生发现问题、提出问题能力的角度出发.

3 培养学生问题意识的策略

3.1 构建良好的课堂环境，鼓励学生敢于提问

课堂教学的着眼点，应该是让学生积极主动地参与到教学活动中来，形成“多维互动”的教学氛围，从而使学生的潜能得到相应的发挥.为达到这一目标，在课堂教学中，教师应创设宽松、自由、和谐、充满信任的教学氛围，建立平等、民主的师生关系，成为学生学习的帮助者和指导者，并留给学生一定的时间去思考，将“我讲你听”及“我写你抄”的教学变为一起讨论，共同研究，相互交流，尽量让更多学生敢于提出问题和大胆的质疑，让学生在课堂教学中产生的疑问能够得到刻充分暴露.课堂上，学生有时提出的问题有些幼稚，没有价值，教师不应讥讽、嘲弄或压制，这样很容易使学生的自尊心受挫，打消了其发问的积极性.应给予精神上的鼓励和充分挖掘其可贵之处，以激励其他同学积极思维.唯有此，才能为问题意识这颗种子提供了适宜的土壤，使其生根发芽、开花结果.也只有在这种氛围下，学生才会充分发挥自己的想象力，才能使思维更加活跃，并主动参与到学习活动中，去捕捉“问”的契机并毫无顾忌地发表自己的看法和疑问.教师只有正确对待学生各式各样的提问，久而久之学生就会逐渐养成敢于发问的良好习惯和能力，学生的问题意识将逐步得到增强.例如，在上《简谐运动》这一节课时，有一个学生就提出为何不用打点计时器直接打出简谐运动的轨迹呢？针对这一问题，说实在的我本人也没有考虑过这一问题.我就问学生为何行呢？说说你的想法.回答是打点的纸带记录了物体的运动情况，以前的力学实验用的很多.老师不作评论，让同学们展开讨论.最后是两种意见，之一是简谐运动是振动，纸带无法来回运动，能打的话也在一直线上，不能描述运动情况；之二是可以借用课本中绘制地震曲线的方法，即把纸带卷在滚动上或许是可行的.再后，我肯定了同学们的主动参与讨论的热情和大胆的想法，同时坦诚了老师也没有深究过这一设想，课后再一起探究.事后，和有浓厚兴趣的同学一起做成功了这一实验，并在课堂上进行演示，取得很好的教学效果，大大激发了同学们提问问题的意识.具体如下：

实验器材：J2201弹簧振子（带放电针和气泵），白纸，[TP6GW15.TIF，Y#]导电纸，电火花计时器，学生电源， 电动马达，奶粉罐，自制支架，导线若干.

实验装置图如图1.

实验主要操作步骤：①组装器材；②接通气泵电源，使弹簧振子停在平衡位置；③接通电动马达电源，使奶粉罐匀速转动，接通打点计时器电源，打出图2的横线；④断开电动马达电源，使弹簧振子离开平衡位置开始振动，接通打点计时器电源，打出图的竖线；⑤断开打点计时器电源，接通电动马达电源，使奶粉罐匀速转动，接通打点计时器电源，打出下图的曲线.（注：从电火花计时器内部的正负脉冲接两引线至图1中的放电针和奶粉罐上）

实验结果：

3.2 创设问题情境，引导学生发现并提出问题

要培养学生的问题意识，不仅要让学生敢问、想问，还要使学生会问.在高中阶段，教师要根据学生的实际和年龄特征、知识经验、能力水平、认知规律等因素，根据学生认知的“最近发展区”，为学生提供丰富的背景材料，创设直观鲜明的问题情境，让学生在观察和体验后有所发现，有所联想，唤起学生思维的能动性，萌发出科学问题；或者创设一些任务，让学生在完成任务中运用科学思维，自己提炼出应探究的科学问题，让学生的问题问到要害，把学习过程中有价值的疑难问题提出来.例如，在进行力的合成教学时，可通过这样的方式设置疑问：取一个较重的砝码放在桌面上，现用一个弹簧秤把它提起来，后用两个弹簧秤把它提起来，问学生两个弹簧秤的示数之和是否等于一个弹簧秤的示数？学生都说肯定相等，但演示的结果却完全相反.学生的预言为什么与实际物理现象相反？从而引起学生强烈的认知冲突，充分暴露了学生的前概念.有了这样的疑问，自然急于想用物理知识去解答，教师引入力的合成知识，引导学生展开想象的翅膀，提出各种可供检验的猜想和假说，再经过分析和验证，直到问题的解决.

高中物理教科书本身就是一个如何发现问题并提出问题、分析问题和解决问题的范例.教师在课堂教学中要有意识引导学生经历科学的探究过程，学会分析数据，亲身感受知识的建立过程.理解提出问题，分析问题，解决问题的认知过程和科学方法.这样就能使学生既理解概念、原理和规律本身，又能领悟科学研究的方法，同时也降低了学习的难度.例如，在讲原子结构时，教师可重塑科学历史的背景，将科学家的研究过程进行程序化.以汤姆生发现电子事实为依据，提出原子结构猜想（枣糕模型）及其成功之处，而后卢瑟福想用实验验证其猜想，结果发[HJ1.45mm]现出乎意料，说明事实和猜想有矛盾，如何办？旧的猜想，建立新的理论（核式结构），新理论或新观点是否正确有待于接受新的验证.其实整个原子结构理论的建立都是如此过程.原子核式结构理论提出后 ，能解释了当时的一些实验事实 ，但核外电子运动假说同经典电磁理论发生矛盾.这时玻尔应用量子观点 ，提出了他的三条“假设” ，很好地解释了单电子原子核外电子的运动和发光及原子稳定问题 ，但在解释多电子原子的上述问题时 ，又遇到了困难.直到量子理论建立后 ，才更完美地解决了这个问题.教师在教学中通过展示科学家的研究过程，培养学生提出问题的意识并让其亲身体验探究过程的曲折和乐趣，最后将科学家的思维活动内化为学生自己的思维活动，发展科学探究的能力，增强对科学探究的理解，从而去认识、去发现它们的内在规律.

3.3 激发学生刨根问底的学习热情，让学生乐于提问

物理难教难学，是因为物理学道理深刻，理解困难，所以教师不但要讲清楚物理概念或规律的内涵，而且还要说明物理概念或规律的适用范围.问题意识的培养也不是一朝一夕的事，而是一个循序渐进的过程.教师要经常鼓励引导学生提问，通过长期的训练，让学生敢于发表自己的意见，敢于标新立异，不断激发学生刨根问底的学习热情，从学会提问到乐于提问，凡是多问几个为什么，培养问的习惯，真正成为课堂的主人.像牛顿第三定律所揭示的现象司空见惯，所以知道和相信第三定律的正确性是不困难的，但是，知道并不等于“理解”，或者说同学对这条定律的正确性的承认有保留的.因此教师要不断地引导学生分析生活中的实例，引导学生理解.但是随着学生所学知识的累积，课堂中还是提出了以下质疑，能否举例说明不适用的例子.牛顿第三定律只适用于惯性系，对于接触物体之间的相互作用，牛顿第三定律总是成立的.但对于非接触物体之间的相互作用，即使在惯性系中，第三定律有时成立有时不成立.例如，两静止点电荷之间的相互作用（库仑力）符合第三定律.而两运动点电荷之间的相互作用力（电磁力）就不一定符合.当两运动点电荷其运动方向在同一平面内互相垂直时，其电磁力的方向互相垂直而不是相反.学生对实例的结果感到愕然，带着浓厚的兴趣思考为什么会产生这样的现象？激发了学生刨根问底的学习热情.此时教师可适度解疑，根据相对论，运动电荷激发的电场并不是由库仑定律给出的，但电场方向总是沿径向的.同时运动电荷产生的也不是稳恒电流，其磁场不由毕奥――萨伐尔定律给出，但其磁感线依然是环绕其运动轴线的闭合回路.原因在于两运动电荷不一定构成孤立系统，它们与电磁场可以有动量交换.另有学生质疑作用力与反作用力大小相等，那两者所遵循的规律相同吗？例如手拉弹簧，弹簧力的大小遵循胡克定律，而手拉弹簧的力的大小遵循胡克定律吗？笔者查阅许多资料，可还是解决不了，在此也请同仁帮助.

又如，在习题教学中更应激发学生刨根问底的精神，唯有此学生才能深刻理解物理概念的内涵和外延，学习的热情才会持续高涨.

例 如图3所示，光滑绝缘的水平面上M、N两点各放一带电量分别为+q和+2q完全相同的金属球A和B，给A和B以大小相等的初动能E0（此时动量大小均为P0）使其相向运动刚好发生碰撞，碰后返回M、N两点时的动能分别为E1和E2，动量大小分别为P1和P2，则下列说法中正确的是

A.E1=E2>E0，P1=P2>P0

B.E1=E2=E0，P1=P2=P0

C.碰撞发生在M、N中点的左侧

D.两球同时返回M、N两点

分析与解答 因金属球A和B的质量相等，初速度大小相同而方向相反，由动量守恒定律可知，在碰撞前任何时刻两球的速度大小相等，方向相反，又因为两球任何时刻所受的静电斥力（逐渐增大）是大小相等，方向相反，则两球各做加速度逐渐增大的减速运动，两球同时到达MN的中点而发生碰撞.碰撞后，速度交换，两球各自以相等的速率返回，由动量守恒定律可知，在碰撞后任何时刻两球的速度大小相等，方向相反，又因为两球任何时刻所受的静电斥力（逐渐减小）是大小相等，方向相反，且各自做加速度逐渐减小的加速运动，则两球同时到达M、N两点.故选项D正确.因碰撞后，两球的带电量都是+[SX（]3[]2[SX）]q，所以在碰撞前后，两球到达相同位置时的静电斥力是碰撞后的静电斥力大，因此碰撞后静电斥力所做的功多，减小的电势能比碰撞前增加的电势能大，则碰撞后两球到达M、N点的速度大.故选项A正确.

这是高三复习时的一道题，分析与解答都无懈可击，上课时同学们也能自己分析.但是在课后，个别参加物理竞赛过的同学就提出了这样一个问题：设M、N两点间的距离为r，则刚开始之时两个带电球体间的电势能ε，当碰撞后两球再回到M、N两点时，两个带电球体间的电势能ε，显然ε2>ε1，因此碰撞后两球再回到M、N两点时的动能和电势能都增大，系统的能量不守恒.或者说电势能增加学生能理解，而此处增加的动能是从何而来的？那么问题的症结究竟在何处呢？

一般地说，由多个带电体组成的体系的静电能等于以下两部分之和：

之一是每个带电体的自能.即把这个带电体的每一小块无限远离时电场力做的功，或者是把这个带电体的每一小块从无限远离状态放到一起组成这个带电体时外力做的功.

对于孤立导体的自能：E自12CU212qU.

之二是各个带电体之间的互能.即把各个带电体无限远离时电场力做的功，或者是把各个带电体从无限远离状态放到应有位置时外力做的功.

n个点电荷体系的互能公式：E互12∑ni=1qiU1，其中qi是第i个点电荷的电量，Ui是除qi外所有电荷在qi处的电势.

本题中碰撞前的自能：

E自前12・q・kqR+12・2q・k2qR5kq22R

（式中的R是球的半径）

碰撞后的自能：E自后=2・12・32q・k32qR9kq24R，

碰撞前的互能：E互前12・q・k2qr+12・2q・kqr2kq2r，

碰撞后的互能：E互后=2×（12・32q・ k32qr）9kq24r.

从上述分析可知碰撞前后两球之间的互能增加了――kq24r，但两球的自能减小了――kq24R，因此带电体系的静电能总体上是减小了――（kq24R-kq24r），减小的静电能转化成了增大的动能，系统的能量是守恒的.