教育部在2019年12月发布的中国高考评价体系指出：情境是实现“四层”考查内容和“四翼”考查要求的载体,对考查和培养学生的物理学科素养具有关键作用^[1]。碰撞类模型”是高考中常见的情景题，又可以延伸拓展成学习探索情境。这类试题可以从多方面考查学生对综合性物理问题的分析推理能力，从深层次考查学生科学思维。 本文尝试从能量角度将类碰撞模型分成三类，促进学生关联的思维水平的提升。

高三二轮复习的高效模式之一是物理模型的归纳与整合。所谓的物理模型是在分析与研究问题时，抓住事物的主要矛盾，忽略次要因素，抽象出同类原型搞的共同特性而建立的理想模型。在高三浩瀚的知识题海中，能够归纳整合共通模型，并区分各子模型应用条件，再统一整合到个人知识建构里对发散性的科学思维和素质的培养尤为重要。本文通过高三二轮的教学实例探讨类碰撞的相互作用系统的能量存放模式。

1． 学生认知基础是课堂有效实施的前提。

学生经过一轮系统化的复习，已经有了较强的知识基础，在这个知识基础上帮助学生构建各部分知识的关联，必须有理论的基础。

首先在学案中引入碰撞的原型。即再现碰撞原模型，使复杂模型过程阶段化

碰撞是指做相对运动的物体相遇而发生相互作用，在很短的时间内运动状态发生显著变化的过程^[2]。发生碰撞时，可把参与碰撞的两个物体视为一个物体系统。由于两物体相互作用时间很短，相互作用的冲力很大，所以系统所受外力一般可以忽略不计。这样，就可以应用动量守恒定律研究碰撞问题。按照碰撞过程中能量转移的方式分为弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞^[3]。如下图一表示。

                                图 一

2.课堂操作模式

2.1检查学生前一天下发的学案完成情况。

2.2按不同情境的模型分类，由学生分组讨论。并由学生代表上台表达与归纳，教师引导式的辅助归纳总结。

①模型变型之一：势能存放型。如下表一

表1

点评与感悟：保守力做功引起势能与动能之间的相互转化。

②模型变型之二：内能耗散型

表2

点评与感悟：摩檫力之类的耗散力引起系统机械能损失。--（体现热力学第二定律的方向性问题。）

③模型变型之三：能量解锁型

表3

点评与感悟：初动量为零的反冲系统，是把其他形式能量进行解锁释放。

2.3归纳总结动量与能量各种模型的解答的思维导图。如图2.

图2

学生对应行动指南：一选，二画，三写，四解

2.4.例题示范

例 题.：如图3，绝缘座放在光滑水平面上，间距为d的平行板电容器竖直固定在绝缘座上，A板有小孔O，水平绝缘光滑杆穿过O固定在B板上，电容器、底座和绝缘杆的总质量为M。给电容器充电后，一质量为m的带正电环P套在杆上以某一速度对准O向左运动，在电容器中P距B板最近的位置为S，。若A、B板外侧无电场，P过孔O时与板无接触，不计P对A、B板间电场的影响。求：                                                图3                               

（1） P在S处的速度

（2）P从O至S的过程中，整个系统电势能的增加量

（3）.P从O至S的过程中，绝缘座的位移大小                             

设问：两者分离时的速度？

意图：本题中带电电环与电容器相互作用，类比弹簧压缩到最短的模型相似，系统的动量守恒，系统总机械能有损失，对此问题学生比较熟悉，关键是能迁移到模型中来，明确电势能与系统动能的存放关系

2.5.课堂可视化的模型延伸拓展

相互作用的系统的三个阶段对应的动量的毛毛虫模型。最后笔者将FLASH版本的的毛毛虫模型进行展示，让学生体会毛毛虫躬身存储能量，复原释放能量对应的过程。通过这样的形象素材，将类碰撞的思维实现了可视化，帮助优秀学生实现了情景关联，也为一些想象力比较弱的学生提供了思维的阶梯。同时，面对高三的巨大压力，鼓励学生像一只好饿好饿的毛毛虫，不断吸取能量，在六月的高考中能够破茧成蝶，实现自己的理想。做到适时引导学生的情感态度价值观，实现课堂的育人功能。

2.6课后习题思考

习题1：将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与分子间距离的关系图象如图4所示若质量为的乙分子从无穷远处以的速度沿x轴负方向向甲分子飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大？

                                                                      图4

习题2. 正电子发射计算机断层扫描，简称基本原理是：将放射性同位素氟注入人体参与人体的代谢过程．氟在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像，根据PET原理和图5，回答下列问题：

写出氟的衰变的方程式及正负电子发生湮灭的方程式．

设电子质量为m，电荷量为e，光速为c，普朗克常数为h，求探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长．

根据氟的衰变规律，纵坐标表示任意时刻放射性元素的原子数与的原子数之比，经过5h人体内氟的残留量是初时的百分之几？

                                                                      图5

习题3.(2020年11月THUSSAT诊断性)光滑水平面上用轻质弹簧连接；两个物体A,B，弹簧处于原长，AB处于静止，A的左端与竖直墙壁接触但不粘连，如图6。A的质量为B的2倍，B的质量为m,现给B一个水平向右的瞬间冲量，其大小为I。此后，在A、B运动过程中：

（1） 写出弹簧第一次，第二次恢复原长时A、B的速度大小。（不需要解答过程）；

（2） 设弹簧第一次恢复原长时为0时刻，之后A、B的运动就开始具有周期性，从0时刻开始计时，弹性势能最大、最小、最大、最小的时刻分别对应着,  ,T时刻。结合（1）的答案，分别用实线和虚线在图7中画出A、B在上述一个周期内的速度-时间图像（不需要解答过程，要有特殊点的坐标）。

图6

3.课堂反思 图7

本课复习的类碰撞模型，涉及物理核心素养的系统的物质观念，相互作用观，动量观，能量观，体现了综合性。涉及的各种模型贯穿高中物理的热，力，光，电，原知识模块。通过能量与动量的线索把这些类碰撞模型系统化，模型化，综合化。实现二轮复习中将高中课本从厚到薄的整合。帮助学生建立了系统的知识结构网络。促进知识点的关联水平的提升，从而做到像庖丁解牛一样的胸有成竹。

本文系2022年泉州市基础教育教学改革专项课题““四新”背景下高中物理STS情境校本作业设计的实践研究”(课题编号:QJYKT2022-68)的阶段性成果。

参考文献

[1]程力,李勇.基于高考评价体系的物理科考试内容改革实施路径[J].中国考试,2019(12):38-44.

[2]赵凯华，张维善.新概念高中物理读本第一册.

[3]徐成华 《碰撞过程中的三个关系 》      物理教学探讨期刊 -2014