课题研究教学设计(第一课时)

子弹打木块模型教学设计

教学分析

迁移能力的培养是物理教学过程中的重要组成部分。在物理习题教学过程中，注重培养学生构建正确的物理模型，掌握基本模型的思维方法并能合理的迁移，可以收到事半功倍的效果。子弹打木块问题是高中物理主干知识：动量与能量相结合应用的重要模型之一。

教学目标

知识与技能

1.

建立子弹打木块模型。

2.

通过对模型的讨论，加深对动量守恒定律的理解。

过程与方法

通过对子弹打木块模型的分析，帮助学生对知识进行整理，综合应用，并能应用所学知识处理实际问题。

情感态度与价值观

培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力与意识。

教学重点

建立模型，帮助学生理解动量守恒定律。

教学难点

动量与能量的综合应用，帮助学生养成良好的分析处理问题的思维习惯。

课时安排

1课时

教具准备

多媒体课件

教学过程

一、

复习导入

通过前面的学习，同学们已经知道了动量、动量守恒的相关知识，并已经运用动量守恒定律处理过关于碰撞和反冲的一些练习，对动量守恒定律有了一些认识。这节课我们继续来学习关于动量守恒定律的一些应用。

二、

新课教学

1.建立模型：子弹打木块模型

子弹打木块模型是一种常见的模型，主要考查动量和能量相关知识。

木块不固定且子弹不能打穿木块模型

如图1所示，设质量为m的子弹以初速度错误！未找到引用源。射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块，并留在木块中不再穿出，子弹钻入木块的深度为d，设子弹所受阻力恒为f。求：

(1)子弹、木块相对静止时的速度错误！未找到引用源。

(2)子弹在木块内运动的时间

(3)子弹、木块发生的位移以及子弹打进木块的深度

(4)系统损失的机械能、系统增加的内能

(5)要使子弹不穿出木块，木块至少多长？

根据动量守恒定律可得：

错误！未找到引用源。

①

对子弹用动量定理：

②

分别对子弹m和木块M用动能定理：

对m： ③

对M：错误！未找到引用源。 ④

⑤

联立③④⑤得：

⑥

等式⑥右边为系统损失的机械能，左边d为m和M之间的相对路程，fd为系统克服摩擦力所做的功，数值上与系统产生的热量相等，即

⑦ 再联立①可得： ⑧

2.模型的应用

“子弹打木块”模型的实质是两物体在一对大小相等方向相反的恒力作用下的运动，并通过做功实现不同形式能量之间的转化．因此，可以从物理模型和能量转换及动量转换这几个方面来拓宽“子弹打木块”的模型．

例1. 如图2所示，一质量为M，长为L的木板固定在光滑的水平面上，一质量为m的小滑块

错误！

图1

图2

以水平速度错误！未找到引用源。从木板的左侧开始滑动，滑到木板的右端时速度恰好为零。试求：

(1)小滑块在木板上的滑动时间

(2)若木块不固定，其他条件不变，小滑块相对木块静止时距木板左端的距离。

解析：

(1)小滑块所受合外力等于滑动摩擦力，设动摩擦因数为μ，有：

错误！未找到引用源。

①

错误！未找到引用源。

②

联立得：错误！未找到引用源。 ③

(2)设小滑块与木板的共同速度为错误！未找到引用源。，小滑块距木板左端的距离为错误！未找到引用源。，有：

错误！未找到引用源。

④

⑤

联立解得：

⑥

评析：例1中木块相当于模型中的子弹，长木板相当于模型中的木块。

例2.如图3所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，小车的四分之一圆弧轨道错误！未找到引用源。是光滑的，半径为R。在最低点错误！未找到引用源。与水平轨道错误！未找到引用源。相切，错误！未找到引用源。的长度是圆弧半径的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从错误！未找到引用源。点由静止下滑，然后沿水平轨道滑行至轨道末端错误！未找到引用源。处恰好没有图3 滑出。求：

(1)运动过程中系统产生的热量。

(2)物块与水平轨道错误！未找到引用源。之间的动摩擦因数μ。

解析：

(1)系统水平方向动量守恒：

①

B C A

解得：错误！未找到引用源。 ②

系统产生的热量：错误！未找到引用源。 ③

解得：错误！未找到引用源。 ④ (2)系统产生的热量在数值上等于系统克服摩擦力做的功：

⑤

错误！未找到引用源。 ⑥

联立得：错误！未找到引用源。 ⑦

拓展：

(1)若物块从A点正上方h高处无初速下落，恰好落入小车圆弧轨道滑动，其他条件不变，热量Q和动摩擦因数μ各为多少？

分析：水平方向动量守恒

系统损失的机械能全部转化为热量

(2)若在小车左侧放一挡板，物块仍由A点下滑，其他条件不变，Q和μ？

分析:物块从A运动到B过程中，水平方向动量也不守恒，经过B点以后，动量守恒

A

B C

图4

拓展:

图5 B C A

三、小结：

建立物理模型是分析和解决物理问题的重要思维方法之一，许多物理现象、物理过程及物理规律都是子弹打木块模型，在分析物理问题时，要透过现象看本质，善于迁移模型并能有效建立物理模型，这样才能方便解决问题，提高思维能力。

四、作业布置

完成专题练习

五、教学心得

本次做课我选择的是动量和动能相结合紧密的子弹打木块模型，通过回忆复习常见的知识，然后带领学生逐步去分析子弹打木块的模型，然后引出变形，让学生独立思考讨论，找出处理类似问题的处理方法，最后拓展了一个开放性题目，让学生利用已学知识出题然后自己解决，有效地提高了学生的自主性和能动性，整个课堂学生参与度高，

进度合适，内容全面但没有精细化处理，主要是因为时间不够用和我自身语言问题的存在，以后精炼语言，精化内容结构，努力进步。