碰撞教學(xué)設(shè)計(jì)1-人教課標(biāo)版(優(yōu)秀教案)

1、課題： 碰 撞新課標(biāo)要求（一）知識與技能認(rèn)識彈性碰撞與非彈性碰撞，認(rèn)識對心碰撞與非對心碰撞了解微粒的散射（二）過程與方法：通過體會碰撞中動量守恒、機(jī)械能守恒與否，體會動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀：感受不同碰撞的區(qū)別，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的精神。教學(xué)重點(diǎn)：用動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律討論碰撞問題教學(xué)難點(diǎn)：對各種碰撞問題的理解教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。教學(xué)用具： 投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備教學(xué)過程（一）引入新課碰撞過程是物體之間相互作用時(shí)間非常短暫的一種特殊過程，因而碰撞具有如下特點(diǎn)：碰撞過程中動量守恒提問：守恒的原因是什么？（因相互作用時(shí)間短暫，因此

2、一般滿足內(nèi)外的條件）碰撞過程中，物體沒有宏觀的位移，但每個(gè)物體的速度可在短暫的時(shí)間內(nèi)發(fā)生改變碰撞過程中，系統(tǒng)的總動能只能不變或減少，不可能增加提問：碰撞中，總動能減少最多的情況是什么？（在發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí)總動能減少最多）熟練掌握碰撞的特點(diǎn)，并解決實(shí)際的物理問題，是學(xué)習(xí)動量守恒定律的基本要求（二）進(jìn)行新課展示投影片，內(nèi)容如下：如圖所示，質(zhì)量為的重錘自高度由靜止開始下落，砸到質(zhì)量為的木楔上沒有彈起，二者一起向下運(yùn)動設(shè)地層給它們的平均阻力為，則木楔可進(jìn)入的深度是多少？組織學(xué)生認(rèn)真讀題，并給三分鐘時(shí)間思考（）提問學(xué)生解題方法，可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤是：認(rèn)為過程中只有地層阻力做負(fù)功使機(jī)械能損失，因而解之為（

3、）將此結(jié)論寫在黑板上，然后再組織學(xué)生分析物理過程（）引導(dǎo)學(xué)生回答并歸納：第一階段，做自由落體運(yùn)動機(jī)械能守恒不動，直到開始接觸為止再下面一個(gè)階段，與以共同速度開始向地層內(nèi)運(yùn)動阻力做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能損失提問：第一階段結(jié)束時(shí)，有速度，而速度為零。下一階段開始時(shí)，與就具有共同速度，即的速度不為零了，這種變化是如何實(shí)現(xiàn)的呢？引導(dǎo)學(xué)生分析出來，在上述前后兩個(gè)階段中間，還有一個(gè)短暫的階段，在這個(gè)階段中，和發(fā)生了完全非彈性碰撞，這個(gè)階段中，機(jī)械能（動能）是有損失的（）讓學(xué)生獨(dú)立地寫出完整的方程組第一階段，對重錘有：第二階段，對重錘及木楔有 （）第三階段，對重錘及木楔有 （）小結(jié)：在這類問題中，沒有出現(xiàn)碰撞兩個(gè)

4、字，碰撞過程是隱含在整個(gè)物理過程之中的，在做題中，要認(rèn)真分析物理過程，發(fā)掘隱含的碰撞問題展示投影片，其內(nèi)容如下：如圖所示，在光滑水平地面上，質(zhì)量為的滑塊上用輕桿及輕繩懸吊質(zhì)量為的小球，此裝置一起以速度向右滑動另一質(zhì)量也為的滑塊靜止于上述裝置的右側(cè)當(dāng)兩滑塊相撞后，便粘在一起向右運(yùn)動，則小球此時(shí)的運(yùn)動速度是多少？組織學(xué)生認(rèn)真讀題，并給三分鐘思考時(shí)間（）提問學(xué)生解答方案，可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤有：在碰撞過程中水平動量守恒，設(shè)碰后共同速度為，則有（）（）解得，小球速度 （）教師明確表示此種解法是錯(cuò)誤的，提醒學(xué)生注意碰撞的特點(diǎn)：即宏觀沒有位移，速度發(fā)生變化，然后要求學(xué)生們尋找錯(cuò)誤的原因（）總結(jié)歸納學(xué)生的解答，明

5、確以下的研究方法：碰撞之前滑塊與小球做勻速直線運(yùn)動，懸線處于豎直方向兩個(gè)滑塊碰撞時(shí)間極其短暫，碰撞前、后瞬間相比，滑塊及小球的宏觀位置都沒有發(fā)生改變，因此懸線仍保持豎直方向碰撞前后懸線都保持豎直方向，因此碰撞過程中，懸線不可能給小球以水平方向的作用力，因此小球的水平速度不變結(jié)論是：小球未參與滑塊之間的完全非彈性碰撞，小球的速度保持為（）小結(jié)：由于碰撞中宏觀無位移，所以在有些問題中，不是所有物體都參與了碰撞過程，在遇到具體問題時(shí)一定要注意分析與區(qū)別展示投影片，其內(nèi)容如下：在光滑水平面上，有、兩個(gè)小球向右沿同一直線運(yùn)動，取向右為正，兩球的動量分別是，如圖所示若能發(fā)生正碰，則碰后兩球的動量增量、可能

6、是（ ）； ； ；組織學(xué)生認(rèn)真審題（）提問：解決此類問題的依據(jù)是什么？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納為：系統(tǒng)動量守恒；系統(tǒng)的總動能不能增加；系統(tǒng)總能量的減少量不能大于發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí)的能量減少量；碰撞中每個(gè)物體動量的增量方向一定與受力方向相同；如碰撞后向同方向運(yùn)動，則后面物體的速度不能大于前面物體的速度（）提問：題目僅給出兩球的動量，如何比較碰撞過程中的能量變化？幫助學(xué)生回憶的關(guān)系。（）提問：題目沒有直接給出兩球的質(zhì)量關(guān)系，如何找到質(zhì)量關(guān)系？要求學(xué)生認(rèn)真讀題，挖掘隱含的質(zhì)量關(guān)系，即追上并相碰撞，所以，即 ，（）最后得到正確答案為展示投影片，其內(nèi)容如下：如圖所示，質(zhì)量為的小球被長為的輕繩拴住，輕

7、繩的一端固定在點(diǎn)，將小球拉到繩子拉直并與水平面成角的位置上，將小球由靜止釋放，則小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的即時(shí)速度是多大？組織學(xué)生認(rèn)真讀題，并給三分鐘思考時(shí)間（）提問學(xué)生解答方法，可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤有：認(rèn)為輕繩的拉力不做功，因此過程中機(jī)械能守恒，以最低點(diǎn)為重力勢能的零點(diǎn)，有得（）引導(dǎo)學(xué)生分析物理過程第一階段，小球做自由落體運(yùn)動，直到輕繩位于水平面以下，與水平面成角的位置處為止在這一階段，小球只受重力作用，機(jī)械能守恒成立下一階段，輕繩繃直，拉住小球做豎直面上的圓周運(yùn)動，直到小球來到最低點(diǎn)，在此過程中，輕繩拉力不做功，機(jī)械能守恒成立提問：在第一階段終止的時(shí)刻，小球的瞬時(shí)速度是什么方向？在下一階段初始的時(shí)刻，小

8、球的瞬時(shí)速度是什么方向？在學(xué)生找到這兩個(gè)速度方向的不同后，要求學(xué)生解釋其原因，總結(jié)歸納學(xué)生的解釋，明確以下觀點(diǎn)：在第一階段終止時(shí)刻，小球的速度豎直向下，既有沿下一步圓周運(yùn)動軌道切線方向（即與輕繩相垂直的方向）的分量，又有沿軌道半徑方向（即沿輕繩方向）的分量在輕繩繃直的一瞬間，輕繩給小球一個(gè)很大的沖量，使小球沿繩方向的動量減小到零，此過程很類似于懸掛輕繩的物體（例如天花板）與小球在沿繩的方向上發(fā)生了完全非彈性碰撞，由于天花板的質(zhì)量無限大（相對小球），因此碰后共同速度趨向于零在這個(gè)過程中，小球沿繩方向分速度所對應(yīng)的一份動能全部損失了因此，整個(gè)運(yùn)動過程按機(jī)械能守恒來處理就是錯(cuò)誤的（）要求學(xué)生重新寫出

9、正確的方程組解得（）小結(jié)：很多實(shí)際問題都可以類比為碰撞，建立合理的碰撞模型可以很簡潔直觀地解決問題下面繼續(xù)看例題展示投影片，其內(nèi)容如下：如圖所示，質(zhì)量分別為和的滑塊之間用輕質(zhì)彈簧相連，水平地面光滑、原來靜止，在瞬間給一很大的沖量，使獲得初速度，則在以后的運(yùn)動中，彈簧的最大勢能是多少？ 在學(xué)生認(rèn)真讀題后，教師引導(dǎo)學(xué)生討論（）、與彈簧所構(gòu)成的系統(tǒng)在下一步運(yùn)動過程中能否類比為一個(gè)、發(fā)生碰撞的模型？（因系統(tǒng)水平方向動量守恒，所以可類比為碰撞模型）（）當(dāng)彈性勢能最大時(shí)，系統(tǒng)相當(dāng)于發(fā)生了什么樣的碰撞？（勢能最大，動能損失就最大，因此可建立完全非彈性碰撞模型）經(jīng)過討論，得到正確結(jié)論以后，要求學(xué)生據(jù)此而正確解

10、答問題，得到結(jié)果為（三）課堂小結(jié)教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。（四）作業(yè)“問題與練習(xí)”題教學(xué)資料一維彈性碰撞的普適性結(jié)論新課標(biāo)人教版選修第頁討論了一維彈性碰撞中的一種特殊情況（運(yùn)動的物體撞擊靜止的物體），本文旨在在此基礎(chǔ)之上討論一般性情況，從而總結(jié)出普遍適用的一般性結(jié)論。

11、在一光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為、的剛性小球和，以初速度、運(yùn)動，若它們能發(fā)生碰撞（為一維彈性碰撞），碰撞后它們的速度分別為和。我們的任務(wù)是得出用、表達(dá)和的公式。、是以地面為參考系的，將和看作系統(tǒng)。由碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒，有有彈性碰撞中沒有機(jī)械能損失，有由得由得將上兩式左右相比，可得即或碰撞前相對于的速度為，碰撞后相對于的速度為，同理碰撞前相對于的速度為，碰撞后相對于的速度為，故式為或，其物理意義是：碰撞后相對于的速度與碰撞前相對于的速度大小相等，方向相反；碰撞后相對于的速度與碰撞前相對于的速度大小相等，方向相反；故有結(jié)論對于一維彈性碰撞，若以其中某物體為參考系，則另一物體碰撞前后速度大小不變

12、，方向相反（即以原速率彈回）。聯(lián)立兩式，解得下面我們對幾種情況下這兩個(gè)式子的結(jié)果做些分析。若，即兩個(gè)物體質(zhì)量相等 ， ，表示碰后的速度變?yōu)?，的速度變?yōu)?。故有結(jié)論 對于一維彈性碰撞，若兩個(gè)物體質(zhì)量相等，則碰撞后兩個(gè)物體互換速度（即碰后的速度等于碰前的速度，碰后的速度等于碰前的速度）。若，即的質(zhì)量遠(yuǎn)大于的質(zhì)量這時(shí)，。根據(jù)、兩式，有 ， 表示質(zhì)量很大的物體（相對于而言）碰撞前后速度保持不變。 若，即的質(zhì)量遠(yuǎn)小于的質(zhì)量這時(shí)，。根據(jù)、兩式，有 ， 表示質(zhì)量很大的物體（相對于而言）碰撞前后速度保持不變。 綜合，可知：結(jié)論 對于一維彈性碰撞，若其中某物體的質(zhì)量遠(yuǎn)大于另一物體的質(zhì)量，則質(zhì)量大的物體碰撞前后速

13、度保持不變。至于質(zhì)量小的物體碰后速度如何，可結(jié)合結(jié)論和結(jié)論得出。以為例，由結(jié)論可知，由結(jié)論可知，即，將代入，可得，與上述所得一致。以上結(jié)論就是關(guān)于一維彈性碰撞的三個(gè)普適性結(jié)論。 練習(xí)如圖所示，乒乓球質(zhì)量為，彈性鋼球質(zhì)量為（），它們一起自高度高處自由下落，不計(jì)空氣阻力，設(shè)地面上鋪有彈性鋼板，球與鋼板之間的碰撞及乒乓球與鋼球之間的碰撞均為彈性碰撞，試計(jì)算鋼球著地后乒乓球能夠上升的最大高度。解析：乒乓球和彈性鋼球自狀態(tài)自由下落，至彈性鋼球剛著地（狀態(tài)）時(shí)，兩者速度相等 則彈性鋼球跟彈性鋼板碰撞后瞬間（狀態(tài)），彈性鋼球速率仍為，方向變?yōu)樨Q直向上緊接著，彈性鋼球與乒乓球碰，碰后瞬間（狀態(tài)）乒乓球速率變?yōu)橛山Y(jié)論可知，彈性鋼球與乒乓球碰后彈性鋼球速度保持不變（速率仍為，方向?yàn)樨Q直向上）；由結(jié)論可知，彈性鋼球與乒乓球碰前瞬間（狀態(tài)）乒乓球相對于彈性鋼球的速度為，方向?yàn)樨Q直向下，彈性鋼球與乒乓球碰后瞬間（狀態(tài)）乒乓球相對于彈性鋼球的速度為，方向?yàn)樨Q直向上。則由得學(xué)習(xí)是一件增長知識的工作，在茫茫的學(xué)海中，或許我們困苦過，在艱難的競爭中，或許我們疲勞過，在失敗的陰影中，或許我們失望過。但我們發(fā)現(xiàn)自己的知識在慢慢的增長，從啞啞學(xué)語的嬰兒到無所不能的青年時(shí)，這種奇妙而巨大的變化怎能不讓我們感到驕傲而自豪呢？當(dāng)我們在學(xué)習(xí)中遇到困難而艱難的戰(zhàn)勝時(shí)，當(dāng)我們在漫長的奮斗后成功時(shí)，那