高中物理《碰撞》教案

高中物理《碰撞1》优质课教案、教学设计（一）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）新课教学一．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。1V撞ft212具有速度说明V和V’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动量相等。即有： (1)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v方向为正方向：情形1： (2)情形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？（1）中满足，但是在和（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，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m1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V1和V2。推导： 以初速度V0方向为正方向（1）（2）求解： 讨论：若m1＝m2，则V1＝0，V2＝V0（这就是实验结果，两球交换速度）若m1>m2，则V1>0，V2>0（用实验加以验证）若m1<m2，则V1<0，V2>0（用实验加以验证）（4）若m1»m2，则V1≈V0，V2≈2V0（5）若m1«m2，则V1≈－V0，V2≈0（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，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碰后两球的速度多大？碰前两球动能之和多大？碰后两球动能之和多大？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。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1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因此我们可以把它们当成弹性碰撞来处理