高中物理选修3-5教案讲课讲稿.doc

16．1 实验：探究碰撞中的不变量
一、三维目标
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
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
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
3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力
4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会
二、教学重点
碰撞中的不变量的探究
三、教学难点
实验数据的处理
四、教学过程
（一）引入新课
课件演示：
（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态
（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子
师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化
师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样
师：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）进行新课
1、实验探究的基本思路
1．1 一维碰撞
师：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．
课件：碰撞演示
如图所示，A、B是悬挂起来的钢球，把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a，放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞，碰后B球摆幅为β角．如两球的质量mA=mB，碰后A球静止，B球摆角β=α，这说明A、B两球碰后交换了速度
如果mA>mB，碰后A、B两球一起向右摆动
如果mA<mB，碰后A球反弹、B球向右摆动
师：以上现象可以说明什么问题？
结论：以上现象说明A、B两球碰撞后，速度发生了变化，当A、B两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．
1．2 追寻不变量
师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度
设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前它们速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为、
规定某一速度方向为正，碰撞前后速度的变化和物体的质量m的关系，我们可以做如下猜测：
（1）
（2）
（3）
分析：
①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”
②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量
2、实验条件的保证、实验数据的测量
2．1 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动
2．2 用天平测量物体的质量
2．3 测量两个物体在碰撞前后的速度
师：测量物体的速度可以有哪些方法？
生：讨论
总结：
速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件．
课件：参考案例――一种测速原理
如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置

当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t

3、实验方案
3．1 用气垫导轨作碰撞实验（如图所示）

实验记录及分析（a-1）

碰撞前
碰撞后
质量
m1=4
m2=4
m1=4
m2=4
速度
v1=9
v2=0
=3
=6
mv

mv2

v/m

实验记录及分析（a-2）

碰撞前
碰撞后
质量
m1=4
m2=2
m1=4
m2=2
速度
v1=9
v2=0
=4.5
=9
mv

mv2

v/m

实验记录及分析（a-3）

碰撞前
碰撞后
质量
m1=2
m2=4
m1=2
m2=4
速度
v1=6
v2=0
= -2
=4
mv

mv2

v/m

实验记录及分析（b）

碰撞前
碰撞后
质量
m1=4
m2=2
m1=4
m2=2
速度
v1=0
v2=0
= 2
= - 4
mv

mv2

v/m

实验记录及分析—（c）

碰撞前
碰撞后
质量
m1=4
m2=2
m1=4
m2=2
速度
v1=9
v2=0
=6
= 6
mv

mv2

v/m

3．2 用小车研究碰撞

将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体（如上图）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。
五、板书设计
16．1 实验：探究碰撞中的不变量
1．基本思路（一维碰撞）
与物体运动有关的物理量可能有哪些？
碰撞前后哪个物理量可能是不变的？
2．需要考虑的问题
碰撞必须包括各种情况的碰撞
物体质量的测量（天平）
碰撞前后物体速度的测量（利用光电门或打点计时器等）
六、课后作业 优化方案
七、教学辅助手段
投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块
八、教学反思
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

16．2 动量和动量定理
一、三维目标
知识与技能
1、理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理适用于变力
2、会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题
过程与方法
运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式
情感、态度与价值观
通过运用所学知识推导新的规律，培养学生学习的兴趣，激发学生探索新知识的欲望
二、教学重点
理解动量定理的确切含义和表达式
三、教学难点
会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题
四、教学过程
（一）引入新课
小实验引入新课：
演示实验1：鸡蛋落地
【演示】事先在一个白铁桶的底部垫上一层海绵（不让学生知道），让一个鸡蛋从一米多高的地方下落到白铁桶里，事先让学生推测一下鸡蛋的“命运”，然后做这个实验。结果发现并没有象学生想象的那样严重：发现鸡蛋不会被打破
演示实验2：缓冲装置的模拟
【演示】用细线悬挂一个重物，把重物拿到一定高度，释放后重物下落可以把细线拉断，如果在细线上端拴一段皮筋，再从同样的高度释放，就不会断了
【让学生在惊叹中开始新课内容】
在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海绵垫子；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等，这样做的目的是为了什么呢？而在某些情况下，我们又不希望这样，比如用铁锤钉钉子。这些现象中的原因是什么呢？通过我们今天的学习来探究其中的奥秘。
（二）进行新课
1、用动量概念表示牛顿第二定律
师：给出问题（投影）
v′
v
F

假设一个物体在恒定的合外力作用下，做匀变速直线运动，在t时刻初速度为v，在t′时刻的末速度为v′，试推导合外力的表达式。
学生：用牛顿第二定律F=ma以及匀变速直线运动的公式自己推导。
（教师巡回指导，及时点拨、提示）
推导过程：如图所示，由牛顿第二定律得，物体的加速度
合力F=ma
由于，
所以， （1）
结论：上式表示，物体所受合外力等于物体动量的变化率。这就是牛顿第二定律的另一种表达式
2、动量定理
教师：将（1）式写成 （2）
（师生讨论上式的物理意义）
总结：表达式左边是物体从t时刻到t′时刻动量的变化量，右边是物体所受合外力与这段时间的乘积。（2）式表明，物体动量的变化量，不仅与力的大小和方向有关，还与时间的长短有关，力越大、作用时间越长，物体动量的变化量就越大。这个量反映了力对时间的积累效应
教师（讲解）：物理学中把力F与作用时间的乘积，称为力的冲量，记为I，即
，单位：N·s，读作“牛顿秒”
将（2）式写成 （3）
（3）式表明，物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量，这个结论叫做动量定理。
讨论：如果物体所受的力不是恒力，对动量定理的表达式应该怎样理解呢？
教师：引导学生阅读选修3－5教材24页第一段，理解动量定理的过程性
总结：尽管动量定理是根据牛顿第二定律和运动学的有关公式在恒定合外力的情况下推导出来的。可以证明： 动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。对于变力情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值。
在实际中我们常遇到变力作用的情况，比如用铁锤钉钉子，球拍击乒乓球等，F
F
0
t0
t
钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，这时变力的作用效果可以等效为某一个恒力的作用，则该恒力就叫变力的平均值，如图所示，是变力与平均力的F-t图象，其图线与横轴所围的面积即为冲量的大小，当两图线面积相等时，即变力与平均力在t0时间内等效
利用动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难计算的问题转化为较易计算的问题
3、动量定理的方向性
例如：匀加速运动合外力冲量的方向与初动量方向相同，匀减速运动合外力冲量方向与初动量方向相反，甚至可以跟初动量方向成任何角度。在中学阶段，我们仅限于初、末动量的方向、合外力的方向在同一直线上的情况（即一维情况），此时公式中各矢量的方向可以用正、负号表示，首先要选定一个正方向，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。
v′
v

如图所示，质量为m的球以速度v向右运动，与墙壁碰撞后反弹的速度为v’，碰撞过程中，小球所受墙壁的作用力F的方向向左。若取向左为正方向，则小球所受墙壁的作用力为正值，初动量取负值，末动量取正值，因而根据动量定理可表示为Ft=p′一p=mv′一（一mv）=mv′十mv。此公式中F、v、v′均指该物理量的大小（此处可紧接着讲课本上的例题）。
小结：公式Ft= p′一P=△p是矢量式，合外力的冲量的方向与物体动量变化的方向相同。合外力冲量的方向可以跟初动量方向相同，也可以相反。
演示实验3：小钢球碰到坚硬大理石后返回
4、应用举例
下面，我们应用动量定理来解释鸡蛋下落是否会被打破等有关问题
鸡蛋从某一高度下落，分别与石头和海绵垫接触前的速度是相同的，也即初动量相同，碰撞后速度均变为零，即末动量均为零，因而在相互作用过程中鸡蛋的动量变化量相同。而两种情况下的相互作用时间不同，与石头碰时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长，由Ft=△p知，鸡蛋与石头相碰时作用大，会被打破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破
接着再解释用铁锤钉钉子、跳远时要落入沙坑中等现象。在实际应用中，有的需要作用时间短，得到很大的作用力而被人们所利用，有的需要延长作用时间（即缓冲）减少力的作用。请同学们再举些有关实际应用的例子。加强对周围事物的观察能力，勤于思考，一定会有收获
接着再解释缓冲装置
在实际应用中，有的需要作用时间短，得到很大的作用力，而被人们所利用；有的要延长作用时间而减少力的作用，请同学们再举出一些有关实际应用的例子，加强对周围事物的观察，勤于思考，一定会有收获
五、板书设计
16．2 动量和动量定理
动量定理
1、内容：物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量
2、表达式： （注意方向性）
六、课后作业 优化方案
七、教学辅助手段
生鸡蛋、铺有较厚的海绵垫的白铁桶、细线、金属小球、橡皮筋、铁架台等，投影片，多媒体辅助教学设备
八、教学反思
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
16.3动量守恒定律
一、三维目标
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
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
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
二、教学重点
动量的概念和动量守恒定律
三、教学难点
动量的变化和动量守恒的条件
四、教学过程
（一）引入新课
上节课的探究使我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后mυ的矢量和保持不变，因此mυ很可能具有特别的物理意义
（二）进行新课
1、动量及其变化
（1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。记为p=mv. 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”
理解要点：
①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性
师：大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动.显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念
②矢量性：动量的方向与速度方向一致
师：综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致
（2）动量的变化量
定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化
强调指出：动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同
一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1 矢量差
例1（投影）：
一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？
【学生讨论，自己完成。老师重点引导学生分析题意，分析物理情景，规范答题过程，详细过程见教材，解答略】
2、系统 内力和外力
【学生阅读讨论，什么是系统？什么是内力和外力？】
（1）系统：相互作用的物体组成系统。
（2）内力：系统内物体相互间的作用力
（3）外力：外物对系统内物体的作用力
〖教师对上述概念给予足够的解释，引发学生思考和讨论，加强理解〗
分析上节课两球碰撞得出的结论的条件：
两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。
3、动量守恒定律
（1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。
公式：m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′
（2）注意点：
① 研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）
② 矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先规定正方向
③ 同一性：即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的
④ 条件：系统不受外力，或受合外力为0。要正确区分内力和外力；当F内＞＞F外时，系统动量可视为守恒
思考与讨论：
A
B
如图所示，子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，子弹与木块作为一个系统动量是否守恒？说明理由。
分析：此题重在引导学生针对不同的对象（系统），对应不同的过程中，受力情况不同，总动量可能变化，可能守恒。
通过此题，让学生明白：在学习物理的过程中，重要的一项基本功是正确恰当地选取研究对象、研究过程，根据实际情况选用对应的物理规律，不能生搬硬套。
例2（投影）：
质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车，已知平板车的质量为90kg，求小孩跳上车后他们共同的速度。
解：取小孩和平板车作为系统，由于整个系统所受合外为为零，所以系统动量守恒。
规定小孩初速度方向为正，则：
相互作用前：v1=8m/s，v2=0，
设小孩跳上车后他们共同的速度速度为v′，由动量守恒定律得
m1v1=(m1+m2) v′
解得 v′==2m/s，
数值大于零，表明速度方向与所取正方向一致
教师活动：让学生概括总结本节的内容，请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力
五、板书设计
16.3动量守恒定律（一）
1、动量及其变化
（1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。记为p=mv. 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”
（2）动量的变化量： △p= p′－p
2、系统 内力和外力
3、动量守恒定律
（1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。
（2）公式：m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′
六、课后作业 优化方案
七、教学辅助手段 投影片，多媒体辅助教学设备
八、教学反思
本节课主要目的让学生掌握相关的基础知识，给出一个过程会判断机械能是否守恒，对具体的应用不做过多的涉及，所以教师在选取例题时要简单，再简单，让学生真正领悟什么是动量守恒

16.4 碰 撞
一、三维目标
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
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
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
二、教学重点
用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题
三、教学难点
对各种碰撞问题的理解
四、教学过程
（一）引入新课
碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程，因而碰撞具有如下特点：
1、碰撞过程中动量守恒．
提问：守恒的原因是什么？（因相互作用时间短暂，因此一般满足F内>>F外的条件）
2、碰撞过程中，物体没有宏观的位移，但每个物体的速度可在短暂的时间内发生改变
3、碰撞过程中，系统的总动能只能不变或减少，不可能增加
提问：碰撞中，总动能减少最多的情况是什么？（在发生完全非弹性碰撞时总动能减少最多）
（二）进行新课
1、展示投影片1，内容如下：
如图所示，质量为M的重锤自h高度由静止开始下落，砸到质量为m的木楔上没有弹起，二者一起向下运动．设地层给它们的平均阻力为F，则木楔可进入的深度L是多少？
组织学生认真读题，并给三分钟时间思考
（1）提问学生解题方法，可能出现的错误是：认为过程中只有地层阻力F做负功使机械能损失，因而解之为
Mg（h+L）+mgL-FL=0
将此结论写在黑板上，然后再组织学生分析物理过程
（2）引导学生回答并归纳：第一阶段，M做自由落体运动机械能守恒．m不动，直到M开始接触m为止．再下面一个阶段，M与m以共同速度开始向地层内运动．阻力F做负功，系统机械能损失
提问：第一阶段结束时，M有速度，，而m速度为零。下一阶段开始时，M与m就具有共同速度，即m的速度不为零了，这种变化是如何实现的呢？
引导学生分析出来，在上述前后两个阶段中间，还有一个短暂的阶段，在这个阶段中，M和m发生了完全非弹性碰撞，这个阶段中，机械能（动能）是有损失的
（3）让学生独立地写出完整的方程组
第一阶段，对重锤有：

第二阶段，对重锤及木楔有
Mv+0=（M+m）
第三阶段，对重锤及木楔有

（4）小结：在这类问题中，没有出现碰撞两个字，碰撞过程是隐含在整个物理过程之中的，在做题中，要认真分析物理过程，发掘隐含的碰撞问题
2、展示投影片2，其内容如下：
如图所示，在光滑水平地面上，质量为M的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m的小球，此装置一起以速度v0向右滑动．另一质量也为M的滑块静止于上述装置的右侧．当两滑块相撞后，便粘在一起向右运动，则小球此时的运动速度是多少？
组织学生认真读题，并给三分钟思考时间
（1）提问学生解答方案，可能出现的错误有：在碰撞过程中水平动量守恒，设碰后共同速度为v，则有
（M+m）v0+0＝（2M+m）v．
解得，小球速度
（2）教师明确表示此种解法是错误的，提醒学生注意碰撞的特点：即宏观没有位移，速度发生变化，然后要求学生们寻找错误的原因
（3）总结归纳学生的解答，明确以下的研究方法：
①碰撞之前滑块与小球做匀速直线运动，悬线处于竖直方向
②两个滑块碰撞时间极其短暂，碰撞前、后瞬间相比，滑块及小球的宏观位置都没有发生改变，因此悬线仍保持竖直方向
③碰撞前后悬线都保持竖直方向，因此碰撞过程中，悬线不可能给小球以水平方向的作用力，因此小球的水平速度不变
④结论是：小球未参与滑块之间的完全非弹性碰撞，小球的速度保持为v0
（4）小结：由于碰撞中宏观无位移，所以在有些问题中，不是所有物体都参与了碰撞过程，在遇到具体问题时一定要注意分析与区别
3、展示投影片3，其内容如下：
在光滑水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正，两球的动量分别是pA=5kgm/s，pB=7kgm/s，如图所示．若能发生正碰，则碰后两球的动量增量△pA、△pB可能是  （ ）
A．△pA=-3kgm/s；△pB =3kgm/s
B．△pA=3kgm/s；△pB =3kgm/s
C．△pA=-10kgm/s；△pB =10kgm/s
D．△pA=3kgm/s；△pB =-3kgm/s
组织学生认真审题
（1）提问：解决此类问题的依据是什么？
在学生回答的基础上总结归纳为：
①系统动量守恒；②系统的总动能不能增加；③系统总能量的减少量不能大于发生完全非弹性碰撞时的能量减少量；④碰撞中每个物体动量的增量方向一定与受力方向相同；⑤如碰撞后向同方向运动，则后面物体的速度不能大于前面物体的速度
（2）提问：题目仅给出两球的动量，如何比较碰撞过程中的能量变化？
帮助学生回忆的关系
（3）提问：题目没有直接给出两球的质量关系，如何找到质量关系？
要求学生认真读题，挖掘隐含的质量关系，即A追上B并相碰撞，
所以，，即 ，
（4）最后得到正确答案为A
4、展示投影片4，其内容如下：
如图所示，质量为m的小球被长为L的轻绳拴住，轻绳的一端固定在O点，将小球拉到绳子拉直并与水平面成θ角的位置上，将小球由静止释放，则小球经过最低点时的即时速度是多大？
组织学生认真读题，并给三分钟思考时间
（1）提问学生解答方法，可能出现的错误有：认为轻绳的拉力不做功，因此过程中机械能守恒，以最低点为重力势能的零点，有

得
（2）引导学生分析物理过程
第一阶段，小球做自由落体运动，直到轻绳位于水平面以下，与水平面成θ角的位置处为止．在这一阶段，小球只受重力作用，机械能守恒成立
下一阶段，轻绳绷直，拉住小球做竖直面上的圆周运动，直到小球来到最低点，在此过程中，轻绳拉力不做功，机械能守恒成立
提问：在第一阶段终止的时刻，小球的瞬时速度是什么方向？在下一阶段初始的时刻，小球的瞬时速度是什么方向？
在学生找到这两个速度方向的不同后，要求学生解释其原因，总结归纳学生的解释，明确以下观点：
在第一阶段终止时刻，小球的速度竖直向下，既有沿下一步圆周运动轨道切线方向（即与轻绳相垂直的方向）的分量，又有沿轨道半径方向（即沿轻绳方向）的分量．在轻绳绷直的一瞬间，轻绳给小球一个很大的冲量，使小球沿绳方向的动量减小到零，此过程很类似于悬挂轻绳的物体（例如天花板）与小球在沿绳的方向上发生了完全非弹性碰撞，由于天花板的质量无限大（相对小球），因此碰后共同速度趋向于零．在这个过程中，小球沿绳方向分速度所对应的一份动能全部损失了．因此，整个运动过程按机械能守恒来处理就是错误的
（3）要求学生重新写出正确的方程组

解得
（4）小结：很多实际问题都可以类比为碰撞，建立合理的碰撞模型可以很简洁直观地解决问题．下面继续看例题
5、展示投影片5，其内容如下：
如图所示，质量分别为mA和mB的滑块之间用轻质弹簧相连，水平地面光滑．mA、mB原来静止，在瞬间给mB一很大的冲量，使mB获得初速度v0，则在以后的运动中，弹簧的最大势能是多少？
在学生认真读题后，教师引导学生讨论
（1）mA、mB与弹簧所构成的系统在下一步运动过程中能否类比为一个mA、mB发生碰撞的模型？（因系统水平方向动量守恒，所以可类比为碰撞模型）
（2）当弹性势能最大时，系统相当于发生了什么样的碰撞？（势能最大，动能损失就最大，因此可建立完全非弹性碰撞模型）
经过讨论，得到正确结论以后，要求学生据此而正确解答问题，得
到结果为
五、板书设计
16.4 碰 撞
一、碰撞的特点
1、碰撞过程中动量守恒．
2、碰撞过程中，物体没有宏观的位移，但每个物体的速度可在短暂的时间内发生改变
3、碰撞过程中，系统的总动能只能不变或减少，不可能增加
二、碰撞的分类
弹性碰撞和非弹性碰撞
六、课后作业 优化方案
七、教学辅助手段
投影片，多媒体辅助教学设备
八、课后反思
碰撞其实是对动量守恒定律的应用，学生应熟知是哪种碰撞，列什么样的方程，教师在讲解的过程中尽量放慢速度，条理清晰，引导学生形成物理思维
16．5 反冲运动 火箭
一、三维目标
知识与技能
1、进一步巩固动量守恒定律
2、知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用
3、了解航天技术的发展和应用
过程与方法
理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题
情感、态度与价值观
培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能
二、教学重点
运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质
三、教学难点
动量守恒定律的应用
四、教学过程
（一）引入新课
教师：用实验方法引入新课：
演示实验1：老师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围
演示实验2：用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去
演示实验3：把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来
提问：实验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢？实验3中，细管为什么会旋转起来呢？
看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。应该如何去解释这些现象呢？这节课我们就学习有关此类的问题。
（二）进行新课
1、反冲运动
（1）分析：细管为什么会向后退？
教师：引导学生自学书本，展开讨论，得出结论：
当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动
（2）分析：反击式水轮机的工作原理：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，这是利用反冲来造福人类，象这样的情况还很多。
学生：交流，举例，并说明其工作原理。如：喷气式飞机、我国人民引以为荣的运载火箭等
教师：为了使学生对反冲运动有更深刻的印象，此时再做一个发射礼花炮的实验
学生：分析，礼花为什么会上天？
教师：在学生回答的基础上进行小结——火箭就是根据这个原理制成的
2、火箭
教师：指导学生看书，对照书上“三级火箭”图，介绍火箭的基本构造和工作原理
播放课前准备的有关卫星发射、“和平号”空间站、“探路者”号火星探测器以及我国“神舟号”飞船等电视录像，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识，而且要学生知道，我国的航天技术已经跨入了世界先进行列，激发学生的爱国热情
教师：在此基础上，指导学生阅读课后阅读材料——《航天技术的发展和宇宙航行》
五、板书设计
16．5 反冲运动 火箭
反冲运动：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为

铝箔纸，火柴和支架，反击式水轮机转轮的原理模型，礼花，有关航天发射、空间站等的录像带剪辑，投影片，多媒体辅助教学设备

（四）作业：“问题与练习”1～3题

★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

17．1 能量量子化：物理学的新纪元
★新课标要求
（一）知识与技能
1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射
2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系
3．了解能量子的概念
（二）过程与方法
了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
（三）情感、态度与价值观
领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
★教学重点
能量子的概念
★教学难点
黑体辐射的实验规律
★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：
投影片，多媒体辅助教学设备
★课时安排
1 课时
★教学过程
（一）引入新课
教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。）
19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”
也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！
但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：
“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”
这两朵乌云是指什么呢？
一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而， 事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路， 柳暗花明又一村”。
点出课题：我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化的发现
（二）进行新课
1．黑体与黑体辐射
教师：在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材，了解一下什么是热辐射。
学生：阅读教材关于热辐射的描述。
教师：通过课件展示，加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示，使学生进一步了解热辐射的特点，为黑体概念的提出准备知识。
（1）热辐射现象
固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
所辐射电磁波的特征与温度有关。
例如：铁块 温度↑
从看不出发光到暗红到橙色到黄白色
从能量转化的角度来认识，是热能转化为电磁能的过程。
（2）黑体
教师：除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。
黑体模型

概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。
教师：课件展示黑体模型。

不透明的材料制成带小孔的的空腔，可近似看作黑体。如图所示。
研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。
2．黑体辐射的实验规律
教师：引导学生阅读教材“黑体辐射的实验规律”，接合课件展示，讲解黑体辐射的实验规律。如图所示。
黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
教师：提出问题，设置疑问。怎样解释黑体辐射的实验规律呢？
在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。
课件展示：瑞利--金斯线。见课件。

0 1 2 3 4 5 6
(μm)
1700K
1500K
λ
1300K
1100K
实验结果

3．能量子：超越牛顿的发现
教师：利用已有的理论解释黑体辐射的规律，导致了荒谬的结果。必然会促使人们去发现新的理论。这就是能量子概念。
1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε， 1ε，2ε，3ε，... nε，n为正整数，称为量子数。
对于频率为ν的谐振子最小能量为
这个最小能量值，就叫做能量子
课件展示：普朗克的能量子假说和黑体辐射公式
（1）黑体辐射公式1900.10.19 普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式

普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。
1918年普朗克荣获了诺贝尔物理学奖。
他的墓碑上只刻着他的姓名和
黑体辐射的研究卓有成效地展现在人们的眼前，紫外灾难的疑点找到了，为人类解决了一大难题。使热爱科学的人们又一次倍感欣慰，但真理与谬误之争就此平息了吗？
没有。
物理难题：1888年，霍瓦(Hallwachs)发现一个带负电的金属板被紫外光照射会放电。近10年以后，1897年，汤姆孙发现了电子 ，此时，人们认识到那就是从金属表面射出的电子