《弹性碰撞和非弹性碰撞》教学设计-高二上学期物理人教版(2023年)选择性必修第一册

15课题弹性碰撞和非弹性碰撞单元1学科物理年级高二经过前面四节的学习，学生已经从试验到理论，再从理论到试验，对碰撞中的动量守恒有了较为清楚的生疏。碰撞是生活中常见的现象。碰撞时物体间相互作用持续时间很短，相互作用力很大，满足动量守恒条件。本节的设计以碰撞实例为载体，经受试验探究、理论推教材分析观及能量观。与生产生活相关的实际问题。1、了解弹性碰撞和非弹性碰撞。2、会分析具体实例中的碰撞特点及类型。3、会用动量、能量的观点解决生产生活中与一维碰撞相关的实际问题。教学目标 物理观念：通过学习理解弹性碰撞、非弹性碰撞，了解正碰(对心碰撞)。与核 科学思维：通过实例分析，会应用动量、能量的观点解决一维碰撞问题。心素 科学探究应用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决典型的碰撞问题推导两个小球养 在弹性碰撞后的速度表达式。解决与生产生活相关的实际问题。重点难点会分析具体实例中的碰撞特点及类型。会用动量、能量的观点解决生产生活中与一维碰撞相关的实际问题。教学过程教学环节教师活动 学生活动设计意图导入课碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而对地表产生破坏，网球受球拍撞击而转变运动状 思考自然提出问题，态……物体碰撞中动量的变化状况，前面已进展了界的碰撞情景争论。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？中发生的能量变化。设置疑问。引出课。讲授课 一、弹性碰撞和非弹性碰撞1、碰撞：物体之间在极短时间内的相互作用。回忆碰撞2、碰撞的特点：作用时间极短内力远大于外力几乎在原位置进展动量守恒3、碰撞过程分析:

点。A小球初速度为V,B小球静止,且m>m

分析碰撞0在光滑水平面上发生正碰.两球间作用力如何变化？两球运动状态如何变化？

A B过程中的受力状况。 通过对碰撞过程中的受力和什么时候两球相距最近?系统动能和弹性势能分别有什么特点？当弹簧恢复原长时，系统动能和弹性势能分别有什么特点？

能量转化分析，引出下一步对碰算。通过对碰结论：①作用力F先变大后变小;②两球距离先减小后增大

撞中能量变化的分析，对碰③动量守恒;系统减小的动能先转化为势能，势撞进展分类。能又转化为动能。4、碰撞的种类:完全非弹性碰撞:VA=VBΔEK最大，两球相距最近，:P=P΄，EK>EK΄，两球不能恢复原状弹性碰撞:P=P΄，EK=EK΄，两球恢复原状。m，碰撞以前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞以后两2m的物体，以速度v’连续前进。这个碰撞过程中能量守恒吗？依据动量守恒定律mvmv”1

完成课本例题。完成课堂练习。

通过例题，更好的理解碰撞过程中的能量转化状况。碰撞后的共同速度v” v21Ek0

mv221 1E

2mv”2 mv2能量不守恒

k 2 4课堂练习180.0kg。5.0m/s的速度向前运动时，与另一质量为100kg3.0m/s的迎面而来的运发动乙相撞。碰撞后甲恰好静止。假设碰撞时间极短，求：碰撞后乙的速度的大小；碰撞中总机械能的损失。思考：假设碰撞后两球粘连在一起，则各球速度又是多少？动能的损失又是多少？一，两次分别属于什么碰撞？属于非弹性碰撞和完全非弹性碰撞二、弹性碰撞的实例分析：一维弹性碰撞的碰后速度确实定

分析弹性碰撞的实例。 对弹性碰撞的实例进行分析，提高学生的科学推导力量。mv m1 1

vm v1 1 2 21 1 1mv2 mv2 m v22 1 1 2 1 1 2 2 2v

m m1 2 v

完成课堂1 m m 11 2 2m

练习。v 1 v2 m m 11 22、在光滑的水平面上有A、B两球，其质量分别为m、m，两球在t0时刻发生正碰，A B并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度—时间图象如下图，以下关系式正确的选项是〔 〕A．mA>mB B．mA<mBC．m＝m D．无法推断A B答案：B拓展：m＝m；m>mB这两种状况下A、B的A B Av-t图象分析“一动一静模型”。

让学生级和实例分析弹性碰撞的几种状况，加深印象。m=m

，则v”

0,v”v

，等质量物体1 2 1 2 1弹性碰撞速度交换〔如打台球〕②假设m1

>m2

, 则v”2

v”1

0，大撞小，同向跑(如运动钢球碰静止玻璃球)③假设m1

>>m2

,则v”1

v,v”1

2v1④假设m1

<m2

, 则v”1

0,v”2

0，小撞大，被

完成思考

通过思考讨弹回(如运动玻璃球碰静止钢球)

争论。

论，提升学生解⑤假设m<<m,则v”1 2 1思考争论

v1

,v”02

决问题的力量和结合所学学问拓m假设在一光滑水平面上有两个质量分别为 、m11 m2的刚性小球A和B，以初速度v、v1 v v 1 2碰撞过程中系统动量守恒

展的力量。mvmv mv”mv”11 22 11 22弹性碰撞中没有机械能损失1 mv2 m1

21mv”21mv”22 11 2 22

2 11 2 22解得：2mv

mv

完成课堂v”1

22 1 2 1mm

练习。2mvmv” 11 2

2mv1 22 mm1 2v2=0时，结论与前面的是否一样？3、两球A、B在光滑水平面上沿同始终线、同一方向运动，m＝1kg，m＝2kg，vA B AB＝6m/s，v＝2m/s，当球A追上B并发生碰撞后，两球AB速度的可能值是(取两球碰撞前的运动方向为正)( )BA A．v′＝5m/s，v′＝2.5A A B．v′＝2m/s，v′＝4A A C．v′＝－4m/s，v′＝7A A D．v′＝7m/s，v′＝1.5A 碰撞前后动量守恒：P=mAvA+mBvB=10kg.m/s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．即碰撞后：A的速度减小，或反向，B的速度增大。系统的总动能不能增加答案：B碰撞可能性推断的三个依据:分析碰撞问题时的关键点遵守动量守恒定律。系统的动能应不增加。碰撞后各物体的运动状况要符合实际状况。拓展提高 1(多项选择)在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,并发生碰撞,以下现象可能的是( )假设两球质量一样,碰后以某一相等速率相互分开假设两球质量一样,碰后以某一相等速率同向而行

总结碰撞发生的三个约束条件。完成拓展 通过完成练提高练习题。习题，总结根底学问。假设两球质量不同,碰后以某一相等速率相互分开假设两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行解析：碰撞前、后两小球组成的系统总动量守恒。碰撞前两球总动量为零,碰撞后也为零,所以选项A是可能的;假设碰撞后两球以某一相等速率同向而行,则两球的总动量不为零,所以选项B不行能;碰撞前、后系统的总动量的方向不同,所以动量不守恒,选项C不行能;碰撞前总动量不为零,碰后也不为零,方向可能一样,所以,选项D是可能的。答案：AD2、如下图,在光滑水平面上,用等大异向的F1、F2A、B两个静止的物体上,mA<mB,,以后两物体相碰并黏合为一体,则黏合体最终将()A.静止B.向右运动C.向左运动D.无法确定解析:选取AB两个物体组成的系统为争论对象,整个运动过程中,系统所受的合外力为零,所以动量转变量为零。初始时刻系统静止,总动量为零,最终黏合体的动量也为零,即黏合体静止,所以选项A正确。答案：A3、在沙堆上有一木块,质量m0=5kg,木块上放一爆竹,质量m=0.10kg。点燃爆竹后木块陷入沙中5cm,58N,不计爆竹中火药质量和空气阻力。求爆竹上升的最大高度。(g10m/s2),所以爆炸时动量守恒,设v、v”分别为爆炸后爆竹和木块的速率,取向上的方向为正方向,由动量守恒定律得m