(一)教材剖析:
力對空間和時間的積累,是力對物體作用的兩種基本表現方式,前一節介紹了力的時間積累效應——動量定律,而本節深入介紹了物體互相作用過程中所遵守的基本規律——動量守恒定理,這是小學中學生所選修的自然界中四個基本守恒定理之一,因此它具有特殊的地位,在教學大綱中,動量守恒定理是B類知識點,屬于較高層次的要求。
教材選定兩體問題中的碰撞模型,根據牛頓第二定理及動量定律導入了動量守恒定理的一維表達式,再將推論拓展為多個物體、兩維情況,較全面地介紹了動量守恒定理及其適用范圍,它除了和牛頓第二定理一樣適用于宏觀低速系統,也適用于牛頓第二定理不創立的宏觀高速系統及微觀系統,教材還詳細介紹了動量守恒的條件,提出在系統不受外力或所受外力的合力為零時,系統的動量保持不變。
前節教材述說的沖量、動量及動量定律是全章的基礎知識,在學校化學中用動量定律處理的對象通常是單個物體(一般可看作質點)本節則將研究對象拓展到系統,在動量定律的基礎上概括了封閉系統中的通常規律質點動量定理公式,動量守恒定理除了是本章的核心內容,也是整個中學數學的重點,學好本節內容對今后處理化學綜合問題以及學習新的數學知識都是至關重要的。
(二)教學目標:
按照大綱的要求,教材的具體內容及小學中學生的認知特點,確定以下教學目標:
1、知識目標。能在一維情況下兩物體的互相作用情境中由牛頓定理及動量定律推導入動量守恒定理,理解并把握定理內容及定理創立條件,了解定理的幾種不同的物理表達式。并使中學生明白定理雖可由牛頓定理及動量定律導入,但其具有獨立性、普適性。把握定理中“系統”、“內力”、“外力”等名詞的準確含意。
2、能力目標。能在具體問題中判斷動量是否守恒,能熟練運用動量守恒定理解釋現象和解決問題,曉得應用定理解決實際問題的基本思路和技巧。通過實驗探求化學規律,培養中學生的創造力,彰顯素養教育的要求。
3、科學思維品質目標。通過對定理的推論培養中學生實事求是的科學心態和嚴謹的推理方式,使中學生認識到研究化學量的守恒關系是自然科學研究的一種常見的科學思維方式。
(三)教材的重點、難點剖析:
本節的重點是理解動量守恒創立的條件及定理的表達式的推論及應用。
難點是理解動量守恒的化學內涵,動量及動量守恒多項式的矢量性,動量的相對性以及研究對象的系統性、物理狀態的同時性。
(四)教法及學法指導:
1、實驗及引導探求式。學習數學,重在理解。為使中學生理解動量守恒的概念及其守恒條件,本節課宜采用實驗及引導探求式教學法,即通過實驗,對一維兩體模型中的每位物體及由三者構成的系統進行受力剖析,確定單個物體及系統所受的合沖量,確定單個物體及系統的動量變化,在對單個物體應用動量定律的基礎上,引出系統動量守恒的概念,從而探求系統動量守恒的條件,在探求的過程中充分借助剖析、推理的方式,通過詮釋論證,環環相扣地得出推論,以培養中學生的剖析能力及綜合概括能力。
2、講、練、評結合式。在討論動量守恒定理的應用時,通過讓中學生剖析具體問題,隨時發覺中學生中出現的錯誤,并及時組織中學生進行解讀形成錯誤的誘因,使班主任的主導作用與中學生的主動學習的積極性有效地結合上去。
(五)教具的打算:氣墊滑軌、細線、彈簧、兩質量相等的貨車、砝碼
(六)教學程序:
1、引入新課。借助中學生所熟悉的生活情境引入新課質點動量定理公式,讓中學生緊貼生活,倍感自然親切,飽含趣味性,可使中學生以細膩的熱情及飽含對未知科學領域的好奇,步入到本課的學習中。
2、講授新課
①演示課本上的一維兩體模型實驗。實驗改為用氣墊滑軌,可使實際情境更為理想化,使中學生感悟到理想化的方式在數學學研究中的重要作用,并通過實驗初步構建動量守恒的概念;
②引導中學生由觀察實驗過渡到理論推論,定量地導入在一維兩體模型中的動量守恒定理的物理表達式,充分調動中學生的參與意識,此過程又引導中學生回味了上面學過的重要定理、定理,達到溫故知新的療效;
③引導中學生推導入動量守恒的幾種不同的物理敘述及其意義;
④進一步引導中學生剖析動量守恒創立的條件,并歸納得出動量守恒定理;
⑤演繹、推廣動量守恒定理的使用范圍;
⑥通過舉實例說明動量守恒定理的適用范圍。
3、用典型習題加深對動量守恒定理的創立條件的理解及拿來解決實際問題時應注意的幾點問題,同時可及時反饋中學生中知識接受及理解上出現的錯誤及遺漏。
①實際問題中,系統不受外力的情境甚少看見,此時常常做近似處理(定理創立條件的拓展)如外力遠大于內力時亦覺得動量守恒;有時系統在某個方向所受外力為零,即該方向系統的動量守恒;讓中學生了解通常在作用時間很短,內力影響遠小于外力時均可覺得動量守恒創立,比如碰撞、打擊、爆炸等問題的處理中可運用該定理;
②定律表達式中要注意動量的相對性、矢量性及作用前后兩物體動量的同時性,注意定理的適用對象是一個互相作用的物體組成的系統(系統性)。對于矢量性的理解要重點突出動量是矢量,動量守恒表達式為矢量式,但在一維問題中可將之轉換為代數式,故解題時正方向的假設是必要的。
4、板書設計。板書板圖應做到直觀性、全面性和系統性,主要板書在黑板上保留時間要長,使之對中學生視覺的剌激作用較為顯著。
5、作業布置。為了讓中學生理解定理的內涵,把握定理的應用,設置了三道作業題留給中學生課外完成,可起到鞏固新課、回味課堂的療效,題量不宜過多,以減少中學生負擔,留給中學生一個全面發展的空間,亦符合素養教育的要求。