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高考高三物理沖刺階段的教案，其中涉及力學(xué)的核心模塊內(nèi)容，也就是動(dòng)量守恒跟能量守恒的綜合運(yùn)用 。

一、教學(xué)目標(biāo)

在知識(shí)與技能方面，要對(duì)動(dòng)量守恒、能量守恒的適用條件以及表達(dá)式予以掌握，能夠精確地拆解多過程的物理情境，嫻熟且靈活地去運(yùn)用兩大守恒定律從而解決碰撞、板塊、彈簧等經(jīng)常考查的模型問題，這是需要達(dá)成的要求。

2. 過程以及方法：借由對(duì)河北卷真題加以剖析，去培育“情境建模，條件判斷，定律選用，然后邏輯求解”這樣的解題思維，以此提升多模型綜合應(yīng)用的能力。

3. 核心素養(yǎng)：著重強(qiáng)化那種物理觀念里的守恒思想，精心培育科學(xué)思維范圍之內(nèi)的模型建構(gòu)以及邏輯推理能力，使它們能夠與高考對(duì)于重情境、強(qiáng)邏輯這種考查要求相適配。

二、考情分析（適配河北卷）

1. 命題特點(diǎn)：河北卷針對(duì)兩大守恒的考查，主要是以“情境化綜合題”作為形式，進(jìn)行純計(jì)算的弱化處理，重點(diǎn)側(cè)重于“過程分析 + 條件判斷”，并且常常會(huì)結(jié)合碰撞、板塊、彈簧模型，同時(shí)融入實(shí)際生活或者科技情境（像碰撞實(shí)驗(yàn)、傳送帶問題這類）。

該模塊在近3年河北卷里的題型分布，較多是以既包括選擇題（2 - 3分）又涵蓋計(jì)算題（14 - 16分）的形式呈現(xiàn)，其中計(jì)算題常常作為壓軸題的第二問來設(shè)置，關(guān)注聚焦于多個(gè)過程以及多重模型相互融合的那種情形。

三點(diǎn)，易錯(cuò)之處在于，對(duì)守恒條件的判斷出現(xiàn)失誤，像是在非慣性系里錯(cuò)誤地運(yùn)用動(dòng)量守恒，過程拆分不夠清晰，忽略了中間狀態(tài)的能量轉(zhuǎn)化，符號(hào)規(guī)范混亂，動(dòng)量方向判斷有誤。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

1. 重點(diǎn)：辨析動(dòng)量守恒的適用條件與能量守恒的適用條件，掌握碰撞模型、板塊模型、彈簧模型的解題技巧，了解多過程情境的拆解方法。

難處在于，臨界狀態(tài)的判定，像是板塊共速、彈簧壓縮至最短這種情況，要對(duì)兩大守恒定律進(jìn)行協(xié)同運(yùn)用，還要把河北卷真題情境進(jìn)行建模轉(zhuǎn)化，。

四、教學(xué)方法

真題導(dǎo)入法、模型歸納法、講練結(jié)合法、小組討論法

五、教學(xué)時(shí)長

1課時(shí)（45分鐘）

六、教學(xué)過程

（一）真題導(dǎo)入，激發(fā)興趣（5分鐘）

對(duì)呈現(xiàn)2024年河北卷物理計(jì)算題第15題（節(jié)選）進(jìn)行如下表述，那就是：“如圖所示，在水平地面之上存在著一質(zhì)量是M的木板中學(xué)物理教案，在該木板的左端放置著一質(zhì)量為m的滑塊，二者之間擁有的動(dòng)摩擦因數(shù)是μ，在初始的時(shí)候木板呈現(xiàn)靜止?fàn)顟B(tài)，滑塊是以初速度v?朝著右邊滑動(dòng)，歷時(shí)一段時(shí)間之后二者達(dá)到共同速度，已知重力加速度為g，并且不考慮地面對(duì)于它們的摩擦力。請(qǐng)求出以下兩點(diǎn)：首先是兩者達(dá)到共同速度時(shí)節(jié)的速度大小；其次是滑塊在滑動(dòng)過程當(dāng)中系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量。”。

其引導(dǎo)提問為，“這道題目所牽涉的是怎樣的物理模型呢？需要運(yùn)用到哪些守恒的定律呀？為何能夠運(yùn)用這些定律這個(gè)回事兒呢？”。

3. 學(xué)生經(jīng)過一番快速的思考之后，教師做出總結(jié)，本題屬于典型的“板塊模型”物業(yè)經(jīng)理人，其核心所考查的是動(dòng)量守恒以及能量守恒的綜合運(yùn)用，同時(shí)它還是河北卷的高頻考點(diǎn)，今天我們將會(huì)聚焦于這兩大守恒內(nèi)容，去突破力學(xué)綜合題的解題難關(guān)。

（二）核心知識(shí)梳理，夯實(shí)基礎(chǔ)（10分鐘）

1. 兩大守恒定律核心內(nèi)容（表格精簡呈現(xiàn)）

| 定律 | 適用條件 | 表達(dá)式 | 關(guān)鍵注意點(diǎn) |

| 關(guān)于動(dòng)量守恒定律，其中提到 | 系統(tǒng)所受合外力為零情況，或者是內(nèi)力遠(yuǎn)大于此情況下例如碰撞、爆炸等 | 為m?v?+m?v?=m?v?＇+m?v?＇這種形式，此為矢量式，還需規(guī)定正的方向 | 矢量性，方向用符號(hào)去表示，系統(tǒng)性，要明確所研究的系統(tǒng)，同時(shí)性，初末狀態(tài)動(dòng)量是對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻的 |。

要區(qū)分“能量守恒定律”且其無限制是普遍適用的情況，而機(jī)械能守恒的話有條件限制那就是需滿足只有重力或者彈力有力在做功，能量守恒定律里總能量 的增量是等于0 ，機(jī)械能守恒的話能體現(xiàn)的形式則是動(dòng)能的初始值加上勢(shì)能的初始值等于動(dòng)能的終值加上勢(shì)能的終值，要特別關(guān)注摩擦生出來熱的情況還涉及彈簧彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化 。 還要區(qū)分機(jī)械能守恒”與“能量守恒” ， 關(guān)注摩擦生熱（熱產(chǎn)生數(shù)量等于動(dòng)摩擦因數(shù)乘以物體質(zhì)量乘以重力以及運(yùn)動(dòng)距離的變化量）、彈簧彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化 。 。

2. 河北卷常考模型關(guān)聯(lián)：

一種碰撞模型，動(dòng)量守恒是首要考量因素，在此基礎(chǔ)上結(jié)合能量情況來判定碰撞的類型，其中彈性碰撞意味著動(dòng)能保持守恒，非彈性碰撞表明動(dòng)能存在損失，完全非彈性碰撞則是兩物體達(dá)到共同速度，此時(shí)動(dòng)能損失達(dá)到最大值 。

板塊模型，在水平方向沒有外力的狀況下動(dòng)量是守恒的。在此過程中，能量會(huì)轉(zhuǎn)化成為摩擦產(chǎn)生的熱量，而且熱量的計(jì)算公式為Q等于μmg乘以相對(duì)位移。

彈簧模型具有這樣的情況，系統(tǒng)處于沒有外力作用時(shí)動(dòng)量才能保持守恒，機(jī)械能只有在僅僅彈力做功的條件之下才守恒，而臨界狀況是兩者達(dá)到共同速度的時(shí)候彈簧的形變量達(dá)到最大 。

（三）解題技巧突破，真題演練（20分鐘）

1. 提煉“守恒定律解題四步法”（適配河北卷考情）：

首先：將系統(tǒng)確定下來、把過程劃分開——清晰地明確所研究的系統(tǒng)（像是滑塊加上木板這種情況），把物理過程進(jìn)行拆解（例如滑塊開始滑動(dòng)一直到兩者達(dá)到共同速度這種過程）。

第二個(gè)步驟：做出判斷條件、挑選合適定律——判定各個(gè)過程是不是能夠滿足動(dòng)量守恒、能量守恒這樣或者那樣也就是機(jī)械能守恒 。

第三步，要做的事情是，列方程，還要標(biāo)符號(hào)，具體是根據(jù)相應(yīng)的定律，列出表達(dá)式，并且嚴(yán)格地規(guī)定正方向，同時(shí)要統(tǒng)一單位，。

第四步，要進(jìn)行解方程以及驗(yàn)結(jié)果的操作，還要求計(jì)算之后驗(yàn)證結(jié)果的合理性，像是動(dòng)能是否符合碰撞類型這種情況 。

2. 真題精講（2024年河北卷第15題）：

步驟一點(diǎn)，確定系統(tǒng)，一個(gè)系統(tǒng)是滑塊加上木板。劃分過程之際，滑塊呈現(xiàn)減速狀態(tài)，木板則為加速狀態(tài)，直至到達(dá)共同速度，此乃是單過程的。

分為步驟2，進(jìn)行判條件，此條件為水平方向沒有外力，動(dòng)量是守恒的，存在摩擦力做功，機(jī)械能并不守恒，從而用能量守恒來求熱量 。

步驟3：列出方程，其中動(dòng)量守恒為mv?等于(m + M)v ，能量守恒為?mv?2等于?(m + M)v2加上Q 。

步驟4：求解方程，其中變量v滿足v等于mv?除以(m + M) ，還有一個(gè)量Q，其值為Mmv?2 ，接著進(jìn)行驗(yàn)證，要確保Q是正值，且符合能量轉(zhuǎn)化規(guī)律 。

3. 小組討論（2023年河北卷選擇題改編）：

存在兩個(gè)小球，這兩個(gè)小球處于光滑水平面上，它們發(fā)生了彈性碰撞，其質(zhì)量分別是m?、m?，在碰撞之前，m?的速度為v，m?處于靜止?fàn)顟B(tài)，碰撞之后，m?的速度變?yōu)関?，m?的速度變?yōu)関?。下列說法正確的是（ ）。

A選項(xiàng)，m?乘以v，等同于m?乘以v?，加上m?乘以v? 。B選項(xiàng)，二分之一乘以m?乘以v的平方 ，等于 二分之一乘以m?乘以v?的平方，再加上二分之一乘以m?乘以v?的平方 。C選項(xiàng)，碰撞之后m?必然朝著相反的方向 。D選項(xiàng)，碰撞之后m?的速度必定大于v 。

組織小組進(jìn)行時(shí)長為5分鐘的討論，之后安排代表進(jìn)行發(fā)言，接著由教師作出點(diǎn)評(píng)，宣布：A與B是正確的，原因在于彈性碰撞滿足動(dòng)量以及動(dòng)能守恒這一條件；C和D是錯(cuò)誤的，這是因?yàn)樾枰Y(jié)合質(zhì)量之間的關(guān)系來進(jìn)行判斷，舉例來講當(dāng)m?大于m?時(shí)m?便不會(huì)反向，同時(shí)著重指出河北卷的選擇題常常會(huì)考查“條件判斷加上邏輯推理”這種類型，以此來避免出現(xiàn)思維定式。

（四）易錯(cuò)點(diǎn)總結(jié)，規(guī)避失分（5分鐘）

守恒條件判斷存在誤區(qū)呀，比如說在板塊模型當(dāng)中，當(dāng)?shù)孛娲嬖谀Σ恋臅r(shí)候，系統(tǒng)的動(dòng)量是不守恒的中學(xué)物理教案，這種情況下需要運(yùn)用動(dòng)力學(xué)公式將其與能量守恒相結(jié)合來進(jìn)行分析呢。

2. 存在相對(duì)位移跟絕對(duì)位移相混淆的情況：在摩擦生熱里，Q 等于 μmg 乘以相對(duì)位移，并非滑塊的絕對(duì)位移，也不是木板的絕對(duì)位移，；。

3. 矢量性方面存在的忽略情況是，在動(dòng)量守恒方程當(dāng)中，對(duì)于反向的速度而言，是需要帶上負(fù)號(hào)的，就好比在碰撞之后小球朝著相反方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度是要取負(fù)值的，。

當(dāng)把彈簧模型里的“共速臨界”遷移至板塊模型時(shí)，要去留意摩擦力所產(chǎn)生的那種影響，出現(xiàn)了模型遷移錯(cuò)誤這種狀況，這一點(diǎn)是需要注意的 。

（五）課堂小結(jié)，升華思維（3分鐘）

核心內(nèi)容具體包含有，兩大守恒定律的適用條件是什么，常考模型的解題技巧是怎樣的，還有四步解題法是什么 。

2. 高考所帶來的啟示是：河北卷特別側(cè)重于情境方面的建模以及邏輯層面的分析，在進(jìn)行解題的時(shí)候，需要做到“首先去判斷條件，接著再挑選定律，而不是毫無目的地進(jìn)行計(jì)算”；。

后續(xù)復(fù)習(xí)時(shí)，要進(jìn)行針對(duì)性練習(xí)，練習(xí)碰撞相關(guān)的題目，板塊相關(guān)的題目，彈簧綜合類型的題目，還要總結(jié)同類題型的解題規(guī)律。

七、板書設(shè)計(jì)（簡潔清晰，適配課堂展示）

動(dòng)量守恒與能量守恒綜合應(yīng)用（高三沖刺）

一、考情聚焦（河北卷）

1. 題型：選擇+計(jì)算（壓軸）

2. 特點(diǎn)：重情境、強(qiáng)邏輯、多模型融合

二、核心知識(shí)

1. 動(dòng)量守恒：合外力為零（矢量式）

2. 能量守恒：普遍適用（關(guān)注摩擦生熱、彈性勢(shì)能）

三、常考模型

- 碰撞：動(dòng)量守恒+動(dòng)能判斷

- 板塊：動(dòng)量守恒+Q=μmgΔx

- 彈簧：動(dòng)量守恒+機(jī)械能守恒（共速臨界）

四、解題四步法

定系統(tǒng)→判條件→列方程→驗(yàn)結(jié)果

五、易錯(cuò)點(diǎn)

1. 條件判斷失誤 2. 相對(duì)位移混淆 3. 矢量性忽略

八、配套練習(xí)（適配河北卷風(fēng)格）

物體A，其質(zhì)量是2kg，它有著3m/s的速度，與處于靜止?fàn)顟B(tài)、質(zhì)量為1kg的物體B，發(fā)生了完全非彈性碰撞，要去求共速時(shí)候的速度，以及動(dòng)能損失情況，這考查的重點(diǎn)是完全非彈性碰撞的守恒應(yīng)用 。

在水平光滑的桌面上，存在著這樣的情況，有一輕輕的彈簧，它的兩端分別連接著質(zhì)量不一樣的小球，其中一個(gè)小球質(zhì)量是m等于1千克，另一個(gè)小球質(zhì)量是M等于2千克，剛開始的時(shí)候，彈簧處于原來的長度狀態(tài)，質(zhì)量為m的小球以4米每秒的速度朝著右邊運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到把彈簧壓縮到最短的時(shí)候，需要求這樣兩個(gè)問題，一是求這兩個(gè)小球的速度，二是求彈簧的最大彈性勢(shì)能，此題為考查彈簧模型的臨界狀態(tài)與守恒協(xié)同 。

3. 真題所改編的題目：（是2022年河北卷進(jìn)行的改編），呈現(xiàn)這樣的情形，存在這樣一個(gè)傾角乃是37°的光滑斜面，在其底端有著一塊質(zhì)量為M等于3kg的木板，而在這塊木板之上放置著一個(gè)質(zhì)量為m等于1kg的滑塊，一開始的時(shí)候木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，滑塊是從距離木板頂端h為0.5m的地方由靜止開始滑下的，滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因子是0.5，g取值為10m/s2，sin37°的值是0.6，cos37°的值是0.8。需要求解滑塊滑離木板時(shí)兩者各自的速度大小。（此題考查的是斜面上的板塊模型以及多力情境下的守恒判斷）。