2022年高三物理碰撞教案2.docx

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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -16 4碰 撞新课标要求（一）学问与技能1熟悉弹性碰撞与非弹性碰撞,熟悉对心碰撞与非对心碰撞2明白微粒的散射（二）过程与方法通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否,体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用.（三）情感、态度与价值观感受不同碰撞的区分,培育同学勇于探究的精神. 教学重点用动量守恒定律、机械能守恒定律争论碰撞问题 教学难点对各种碰撞问题的懂得 教学方法老师启示、引导,同学争论、沟通. 教学用具：投影片,多媒体帮助教学设备 课时支配1 课时 教学过程（一）引入新课碰撞过程是物体之间相互作用时间特别

2、短暂的一种特别过程,因而碰撞具有如下特点：1碰撞过程中动量守恒提问：守恒的缘由是什么？（因相互作用时间短暂,因此一般满意F 内F 外 的条件）2碰撞过程中, 物体没有宏观的位移,但每个物体的速度可在短暂的时间内发生转变3碰撞过程中,系统的总动能只能不变或削减,不行能增加提问： 碰撞中, 总动能削减最多的情形是什么？（在发生完全非弹性碰撞时总动能削减最多）娴熟把握碰撞的特点,并解决实际的物理问题,是学习动量守恒定律的基本要求（二）进行新课1展现投影片1,内容如下：如下列图, 质量为 M 的重锤自h 高度由静止开头下落,砸到质量为m的木楔上没有弹起,二者一起向下运动设的层给它们的平均阻力为F ,可

3、编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -就木楔可进入的深度L 是多少？组织同学仔细读题,并给三分钟时间摸索（ 1）提问同学解题方法,可能显现的错误是：认为过程中只有的层阻力F 做负功使机械能缺失,因而解之为Mg（ h+L） +mgL-FL =0将此结论写在黑板上,然后再组织同学分析物理过程（ 2）引导同学回答并归纳：第一阶段,M 做自由落体运动机械能

4、守恒m 不动,直到M 开头接触 m 为止再下面一个阶段,M 与 m 以共同速度开头向的层内运动阻力F 做负功,系统机械能缺失可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_提问：第一阶段终止时,M 有速度,vM2gh ,而 m 速度为零.下一阶段开头时,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_M 与 m 就具有共同速度,即m 的速度不为零了,这种变化是如何实现的了？引导同学分析出来,在上述前后两个阶段中间,仍有一个短暂的阶段,在这个阶段中,M 和 m 发生了完全非弹性碰撞,这个阶段中,机械能（动能）是有缺失的（ 3）让同学独立的写出完整的方程组第一阶段,对重锤有：12MghMv 2其次

5、阶段,对重锤及木楔有Mv+0= （ M+m ） v 第三阶段,对重锤及木楔有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_MmhLFL01 M2mv 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 4）小结：在这类问题中,没有显现碰撞两个字,碰撞过程是隐含在整个物理过程之中的,在做题中,要仔细分析物理过程,挖掘隐含的碰撞问题2展现投影片2,其内容如下：如下列图, 在光滑水平的面上,质量为 M 的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m 的小球,此装置一起以速度v0 向右滑动 另一质量也为M 的滑块静止于上述装置的右侧当两滑块相撞后,便粘在一起向右运动,就小球此时的运动速度是多少？组织同学仔细读题

6、,并给三分钟摸索时间（ 1）提问同学解答方案,可能显现的错误有：在碰撞过程中水平动量守恒,设碰后共同速度为v,就有0（ M+m ） v0+0 （ 2M+m ） v可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解得,小球速度vMm v 2 Mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -（ 2）老师明确表

7、示此种解法是错误的,提示同学留意碰撞的特点：即宏观没有位移,速度发生变化,然后要求同学们查找错误的缘由（ 3）总结归纳同学的解答,明确以下的争论方法：碰撞之前滑块与小球做匀速直线运动,悬线处于竖直方向两个滑块碰撞时间极其短暂,碰撞前、 后瞬时相比, 滑块及小球的宏观位置都没有发生转变,因此悬线仍保持竖直方向碰撞前后悬线都保持竖直方向,因此碰撞过程中, 悬线不行能给小球以水平方向的作用力,因此小球的水平速度不变结论是：小球未参加滑块之间的完全非弹性碰撞,小球的速度保持为v0（ 4）小结：由于碰撞中宏观无位移,所以在有些问题中,不是全部物体都参加了碰撞过程,在遇到详细问题时肯定要留意分析与区分3展

8、现投影片3,其内容如下：在光滑水平面上,有A、B 两个小球向右沿同始终线运动,取向右为正,两球的动量分别是pA=5kgm/s , pB =7kgm/s ,如下列图如能发生正碰,就碰后两球的动量增量pA、pB 可能是（）A pA =-3kgm/s . pB =3kgm/s B pA =3kgm/s . pB =3kgm/s C pA =-10kgm/s . pB =10kgm/s D pA =3kgm/s . pB =-3kgm/s组织同学仔细审题（ 1）提问：解决此类问题的依据是什么？在同学回答的基础上总结归纳为：系统动量守恒.系统的总动能不能增加.系统总能量的削减量不能大于发生完全非弹性碰撞

9、时的能量削减量.碰撞中每个物体动量的增量方向肯定与受力方向相同.如碰撞后向同方向运动,就后面物体的速度不能大于前面物体的速度（ 2）提问：题目仅给出两球的动量,如何比较碰撞过程中的能量变化？p 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_帮忙同学回忆E k的关系.2m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 3）提问：题目没有直接给出两球的质量关系,如何找到质量关系？ 要求同学仔细读题,挖掘隐含的质量关系,即A 追上 B 并相碰撞,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以, v A5v B ,即7mA5,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_m AmBmB

10、7（ 4）最终得到正确答案为A 4展现投影片4,其内容如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -如下列图,质量为m 的小球被长为L 的轻绳拴住,轻绳的一端固定在O 点,将小球拉到绳子拉直并与水平面成角的位置上, 将小球由静止释放,就小球经过最低点时的即时速度是多大？组织同学仔细读题,并给三分钟摸索时间（ 1）提问同学解答方法,可能显现的错误有：

11、认为轻绳的拉力不做功,因此过程中机械能守恒,以最低点为重力势能的零点,有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mgL1sin1 mv22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得 v2gL1sin（ 2）引导同学分析物理过程第一阶段, 小球做自由落体运动,直到轻绳位于水平面以下,与水平面成角的位置处为止在这一阶段,小球只受重力作用,机械能守恒成立下一阶段, 轻绳绷直,拉住小球做竖直面上的圆周运动,直到小球来到最低点,在此过程中,轻绳拉力不做功,机械能守恒成立提问：在第一阶段终止的时刻,小球的瞬时速度是什么方向？在下一阶段初始的时刻,小球的瞬时速度是什么方向？在同学找到这两个速

12、度方向的不同后,要求同学说明其缘由,总结归纳同学的说明,明确以下观点：在第一阶段终止时刻,小球的速度竖直向下,既有沿下一步圆周运动轨道切线方向（即与轻绳相垂直的方向）的重量,又有沿轨道半径方向（即沿轻绳方向）的重量在轻绳绷直的一瞬时, 轻绳给小球一个很大的冲量, 使小球沿绳方向的动量减小到零, 此过程很类似于悬挂轻绳的物体 （例如天花板） 与小球在沿绳的方向上发生了完全非弹性碰撞, 由于天花板的质量无限大（相对小球）,因此碰后共同速度趋向于零在这个过程中,小球沿绳方向分速度所对应的一份动能全部缺失了因此,整个运动过程按机械能守恒来处理就是错误的（ 3）要求同学重新写出正确的方程组可编辑资料 -

13、 - - 欢迎下载精品_精品资料_2mgL sinv/v cos1 mv22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v/12mgL 12sin1 mv 22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解得 v2gLsin2sin 31可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 4）小结：许多实际问题都可以类比为碰撞,建立合理的碰撞模型可以很简洁直观的解决问题下面连续看例题5展现投影片5,其内容如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - -

14、 - - - - - -第 4 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -如下列图,质量分别为mA 和 mB 的滑块之间用轻质弹簧相连,水平的面光滑mA、mB原先静止,在瞬时给mB 一很大的冲量,使mB 获得初速度v0,就在以后的运动中,弹簧的 最大势能是多少？在同学仔细读题后,老师引导同学争论（ 1）mA 、mB 与弹簧所构成的系统在下一步运动过程中能否类比为一个 mA 、mB 发生碰撞的模型？（因系统水平方向动量守恒,所以可类比为碰撞模型）（ 2）当弹性势能

15、最大时,系统相当于发生了什么样的碰撞？（势能最大,动能缺失就最大,因此可建立完全非弹性碰撞模型）经过争论,得到正确结论以后,要求同学据此而正确解答问题,得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v2到结果为 E pmA mB0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2 mAmB （三）课堂小结老师活动： 让同学概括总结本节的内容.请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评判黑板上的小结内容.同学活动： 仔细总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么的方.点评 ：总结课堂内容,培育同学概括总结才能.老师要放开

16、, 让同学自己总结所学内容,答应内容的次序不同,从而构建他们自己的学问框架. （四）作业“问题与练习”1 5 题教学体会思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本.亲自实践参加学问的发觉过程是培育 同学才能的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木. 同学素养的培育就成了镜中花,水中月.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_教学资料一维弹性碰撞的普适性结论可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_新课标人教版选修3-5 第 15 页争论了一维弹性碰撞中的一种特别情形（运动的物体撞 击静止的物体） ,本文旨在在此基础之上争论一般性情形,从而总结出普遍适用的

17、一般性结论.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在一光滑水平面上有两个质量分别为m1 、 m2 的刚性小球A 和 B,以初速度v1 、 v2 运可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_动,如它们能发生碰撞（为一维弹性碰撞）,碰撞后它们的速度分别为v 和 v.我们的任可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_务是得出用m 、 m 、 v 、 v 表 达v 和 v 的公式.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_121212可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品

18、资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v 、 v 、 v 、 v 是以的面为参考系的,将A 和 B 看作系统.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1212可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_有弹性碰撞中没有机械能缺失,有1 1221 11 12222mv由碰撞过程中系统动量守恒,有m vm vm vm v1 m v

19、21 m v 21 m v21 21 122可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由得m1 v1v12222m2 v2v2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由得2v v2m1112vvv2vm222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v将上两式左右相比,可得1v122可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2v1即 v v2v1或 vv1v2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1v2碰撞前 B 相对于 A 的速度为v21v2v1vv2,碰撞后B 相对于 A 的速度为21v ,可编辑资料 -

20、- - 欢迎下载精品_精品资料_同理碰撞前A 相对于 B 的速度为v12v1v2,碰撞后A 相对于 B 的速度为v121v1v2 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v21故式为v2112v12,其物理意义是：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_或 v碰撞后 B 相对于 A 的速度与碰撞前B 相对于 A 的速度大小相等,方向相反.碰撞后 A 相对于 B 的速度与碰撞前A 相对于 B 的速度大小相等,方向相反.故有结论 1 对于一维弹性碰撞,如以其中某物体为参考系,就另一物体碰撞前后速度大小不变,方向相反（即以原速率弹回）.联立两式,解得v2m2 v2m1m2 v11m

21、1m2v2m1v1m2m1 v22m1m2下面我们对几种情形下这两个式子的结果做些分析.如 m1m2 ,即两个物体质量相等可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_vvv12,2v1,表示碰后A 的速度变为v2 ,B 的速度变为v1.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_故有结论2 对于一维弹性碰撞,如两个物体质量相等,就碰撞后两个物体 互换速度（即碰后 A 的速度等于碰前B 的速度,碰后B 的速度等于碰前A 的速度）.如 m1m2 ,即 A 的质量远大于B 的质量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6

22、页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_这时 m1m2m1 , m1m2m1 ,m2m1m20 .依据、两式,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_vv有1v1,22v1v2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_表示质量很大的物体A（相对于B 而言）碰撞前后速度保持不变.如 m1m2 ,即 A 的质量远小于B 的质量可编辑资料 - - - 欢迎下

23、载精品_精品资料_这时 m2m1m2 , m1m2m2 ,m1m1m20 .依据、两式,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_有v2v2,v12v2v1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_表示质量很大的物体B（相对于A 而言）碰撞前后速度保持不变. 综合,可知：结论3 对于一维弹性碰撞,如其中某物体的质量远大于另一物体的质量,就质量大的物体碰撞前后速度保持不变.vv至于质量小的物体碰后速度如何,可结合 结论 1 和 结论 3 得出.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_以 m1m2 为 例 , 由 结 论3 可 知

24、1v1 , 由 结 论1 可 知21v21 , 即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_vvv212v1,将1v1 代入,可得22v1v2 ,与上述所得一样.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_vv以上结论就是关于一维弹性碰撞的三个普适性结论.练习 如下列图,乒乓球质量为m,弹性钢球质量为M （ M m）,它们一起自高度h 高处自由下落, 不计空气阻力, 设的面上铺有弹性钢板,球与钢板之间的碰撞及乒乓球与钢 球之间的碰撞均为弹性碰撞,试运算钢球着的后乒乓球能够上升的最大高度.解析：乒乓球和弹性钢球自状态1 自由下落,至弹性钢

25、球刚着的（状态2）时,两者速度相等可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v22 gh就 v2gh可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_弹性钢球跟弹性钢板碰撞后瞬时（状态3）,弹性钢球速率仍为v,方向变为竖直向上紧接着,弹性钢球与乒乓球碰,碰后瞬时（状态4）乒乓球速率变为v由结论3 可知,弹性钢球与乒乓球碰后弹性钢球速度保持不变（速率仍为v,方向为竖直向上）.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料

26、word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -由结论 1 可知,弹性钢球与乒乓球碰前瞬时（状态3）乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v,方向为竖直向下,弹性钢球与乒乓球碰后瞬时（状态4）乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v ,方向为竖直向上.就 v =3v可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2由 v 2gH 得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2v 3v 2H9h2g2g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载