高中物理《碰撞1》优质课教案、教学设计.pdf

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1、（一）（一）引入新课引入新课师：课间大家观看的视频有一个共同的特点，同学们，是什么？生：是碰撞。师：对了，碰撞是日常生活中极为常见的现象，这节课我们一起来分析碰撞、研究碰撞。（二）（二）新课教学新课教学一一 观察碰撞，感知碰撞特点观察碰撞，感知碰撞特点师：首先，我们来个课间精彩回顾，观察碰撞，感知碰撞特点。第一幅：高速汽车碰撞，人根本反应不过来，说明碰撞的时间有什么特点？生：时间极短。师：而车子严重变形，又说明什么？生：作用力很大。师：碰撞过程车子还受其他外力，比如摩擦力，空气阻力，但与内力相比小很多。换句话说，内力远大于外力，这是碰撞的二个特点。师：如果时间极短，碰撞瞬间物体位移会怎么样？瞬

2、间没有发生位移。这是碰撞的第三个特点。师：因此，碰撞有三大特点：1、作用时间极短2、内力远大于外力3、瞬间没有发生位移师：下面大家观察这两幅图，能从中获取什么信息？班长在哪，你从图中看出了什么？生：第一幅图是两个球碰后会在同一直线上，而第二幅图碰后两球不在同一直线上。师：很好，请坐。在物理学上，两球相碰后速度仍沿同一直线，称为正碰，也叫对心碰撞；另一种相碰后偏离球心连线叫做斜碰，也叫非对心碰撞。二提出疑问，激发探究兴趣二提出疑问，激发探究兴趣师：接下来请大家观看一个碰撞实验，这个实验是1666 年在英国皇家学会上表演的一个实验，在当时引起极大的轰动。实验仪器较为简单，用细绳悬挂两个钢球在同一水

3、平高度，这两个钢球的大小、形状和质量均相同。请大家注意观察。师：我们请同学来描述一下刚才的实验现象。生：观察到小球 1 撞ft 小球 2，结果小球 1 停止，而小球 2 开始运动。师：你觉得这个实验能引起极大轰动的原因是什么？学生可能猜不到，但学生心中有种疑惑，为什么碰撞之后那个小球会停下来。生：我觉得很奇怪的是，为什么碰撞之后那个小球会停下来。师：好的，请坐！接下来我们共同分析一下两个小球的碰撞过程。师：小球 1以速度 V撞ft 静止的小球 2，碰撞之后小球 1静止，小球 2具有速度 V，精确测量表明两小球运动的最大高度在同一水平线，由此可以说明 V 和V是相等的。也就是说碰撞的结果是两个小

4、球交换了速度，对于这个速度交换的碰撞结果你认为用什么规律才能给出合理的解释？生：这可以从系统动量守恒进行解释，碰撞之前系统动量为 mv，碰撞之后系统动量也是 mv，碰撞过程系统动量守恒，所以碰前的动量和碰后的动量相等。即有：(1)师：好，这位同学请坐。同学们，他分析的有没有道理。看来大家都认同了，那有没有不同的想法，或者说心中还存有其他疑惑的？既然是从动量守恒角度来解释，那我们看这两种情况，以初速度v方向为正方向：情形 1：情形 2：(2)(3)它们均满足动量守恒，但是实验结果唯一，（2）和（3）是不可能出现的，这又如何解释呢？（学生难以回答）师：既然难以解释，是不是可以认为除动量守恒在支配碰

5、撞的结果之外，还有一个隐藏的规律也同时在支配着碰撞的结果。大家想想这个隐藏的规律可能是什么？生：可能是能量。师：能说下你猜想的依据吗？生：因为没有能量损失。师：怎样看出来的？生：系统碰撞前后的动能好像应该相等，在（1）中满足，但是在（2）和（3）中不满足。师：好的！分析非常有道理，动量守恒是我们能够确定的，而动能也相等也就是说机械能守恒至多是个假设，我们常说大胆假设，小心求证。因此，机械能是否守恒还需要我们进一步加以验证。为此我们可以把碰撞前后系统机械能守恒作为一个假设。三理论分析，三理论分析，寻找碰撞规律寻找碰撞规律现在，我们的目标是寻求办法验证碰撞前后系统机械能守恒这个假设是否成立。首先要

6、建立模型。生活中的碰撞是很复杂的，我们要抓住主要矛盾，利用简化思想抽象出最简单的模型。比如光滑水平面上，质量为m1的小球速度为 V0，质量为 m2的小球静止，两球发生正碰，碰撞之后两小球的速度分别为V1和V2。推导：以初速度V0方向为正方向（1）（2）求解：讨论：（1）若m1m2，则V10，V2V0（这就是实验结果，两球交换速度）（2）若m1m2，则V10，V20（用实验加以验证）（3）若m1m2，则V10（用实验加以验证）（4）若 m1m2，则V1V0，V22V0（5）若m1m2，则V1V0，V20（生活实例乒乓球撞墙原速率反弹，墙不动）师：从上面推导过程看，理论推导的结果和实验结果吻合一致

7、，到这里我们可以认为刚才提出的假设是符合实际情况，可以用来解释实际情况的。在物理学中，我们把这一类满足动能不损耗的碰撞叫做弹性碰撞。师：是不是所有的碰撞都满足系统机械能守恒呢？请大家认真观察并思考下面两种情形：情形 1：一个质量m=1kg 的钢球，以水平速度 V0=2m/s 运动，碰到一个静止的质量 M=3kg 的橡皮泥球。碰撞后两球粘在一起向前运动。情形 2：一个质量 m=1kg 的木球，以水平速度 V0=2m/s 运动，碰到一个静止的质量 M=3kg 的泥球。碰撞后两球分开，木球速度为 V1=0.2m/s；分成两大组进行运算（1）碰后两球的速度多大？（2）碰前两球动能之和多大？（3）碰后两

8、球动能之和多大？然后展示这两组的运算结果。情形 1：碰后两球速度相等为 0.5m/s；碰前动能之和为 2J，碰后动能之和为 0.5J。情形 2：碰后木球速度 0.2m/s，泥球速度 0.6m/s；碰前动能之和为 2J，碰后动能之和为 0.56J。师：计算表明这两种碰撞动能发生了损耗，在物理学中称之为非弹性碰撞。情形 1 动能损耗最大，碰撞的特征是碰后两球粘在一起具有相同的速度，这种碰撞是非弹性碰撞中系统动能损耗最大的，我们称之为完全非弹性碰撞。情形2 动能有损耗但没达到最大，叫做一般碰撞。师：碰撞分为三类，一是弹性碰撞，机械能守恒；二是一般碰撞，动能有损失；三是完全非弹性碰撞，动能损失最大。总言之，无论什么碰撞，机械能不增加。需要说明的是：1真正的弹性碰撞，只有在分子、原子以及更小的粒子之间才会遇到。因为微观粒子相互接近时并不发生直接接触，因此微观粒子的碰撞又叫散射。2钢球、玻璃球、硬木球等坚硬物体间的碰撞，通常情况下动能损失很小，因此我们可以把它们当成弹性碰撞来处理。四归纳推广，四归纳推广，总结碰撞规律总结碰撞规律1、碰撞过程由于内力远大于外力，遵循动量守恒定律2、碰撞过程机械能不能增加，要么不变或者要么减少3、碰撞要符合客观实际碰前：后面的小球 1 要追得上前面的小球 2，要求碰后：如果两球同向：