高中物理碰撞模型的浅析 论文

关于高中物理碰撞模型的浅析摘要：随着近年来素质教育理念在高中物理教学过程中的不断渗透，要求高中物理教师关注学生思维意识和创新科学精神的培养。而在高中物理碰撞运动中，碰，可能存在能量损失，教师以这个模型入手教学，能够为学生开展探究学习提供良好的平台，也能够对于学生的物理知识掌握能力和模型架构能力进行有效培养高中物理碰撞模型进行简要的分析和研究，希望能够为教学提供参考。关键词：高中物理；碰撞模型；能量损失；动能速度引言在对于当前高中物理教学内容和教学材料进行充分调研学习的过程中，我们可以归纳出碰撞的概念和过程，其主要是指在运动过程中两个物体发生正碰后产生了极短的相互作用，只是在碰撞运动前后参与物发生速度、动量或能量改变。我们在物理学撞不仅仅局限于宏观层面上物体的运动和碰撞，在微观角度上，分子、原子等等微观粒子也可以发生碰撞。因而，在对于物理碰撞问题进行研究的过程中，能够对控能力和辨析能力进行有效的培养。同时，碰撞问题也是历年高考试题的重点和热点，更需要教师能够对于这一部分内容进行深入的拓展和研究，从更加贴合学生学生理清碰撞模型的学习思路，攻克物理学习的难点，指导学生切实掌握碰撞问题涉及到力与运动、功能转换等过程，熟知计算公式、深刻了解碰撞前后的变化，好物理学科核心素养的养成。一、高中物理碰撞问题的类型分析碰撞运动中，两个物体的运动状态变化可能存在多种可能，这种多样的可能性，也使得很多学生在学习的过程中产生混淆甚至感到学习上的吃力，更需要高中型，帮助学生更加直观和立体的理解这一运动过程。一般来说，在高中物理碰撞运动的过程中，我们主要研究弹性碰撞和非弹性碰撞两种过程。其中，弹性碰撞遵碰撞前后系统的总动能不发生变化，而非弹性碰撞在运动的过程中产生了能量损失（一般为内能消耗损失），所以在整个系统的碰撞前后总动能不相等。因此，我们在对于这两个碰撞类型进行分析和研究的过程中，要想使整个体系对比更加明显和突出，就可以在在发生碰撞的接触面上置放一根弹簧，通过研究簧的压缩和伸长状态，去分析碰撞问题的能量损失问题更便于理解。通过放置弹簧，我们可以看到，当两个物体在发生碰撞时，动能首先转化为弹性势能储存在弹经过碰撞运动后达到共速度状态，观察弹簧状态压缩至最短，可以根据系统的总动能降到最小这一内容结合弹簧的拉伸状态去判定碰撞过程到底属于弹性碰撞还是簧状态不反向伸长则发生了能量损失，说明碰撞过程中内能的损失以弹簧中所储藏的弹性势能形式展现出来，可以判定这个过程为完全非弹性碰撞。反之，如果弹又恢复原长的一个拉伸状态，则说明整合碰撞前后没有能量损失，这个过程为完全弹性碰撞运动过程。同时，弹簧的伸长状态还有第三种可能，就是弹簧反向伸长态，这一过程介于完全弹性碰撞运动和完全非弹性碰撞运动之间，说明存在部分能量损失，可以判定其发生的是非弹性碰撞运动。但是要根据这一状态属性和运动过程对于物体碰撞后的最终状态进行求解还存在一定的困难，需要教师带领学生回顾已经学过的动量守恒知识，分析求解。定律可以确定发生碰撞的两物体碰撞前后的质量与速度的乘积保持不变，其中由于非弹性碰撞运动过程中存在能量损失，不满足能量守恒定律，无法结合守恒定律碰撞过程极短，我们可以认为碰撞前后系统的动量保持不变。所以，在对于碰撞运动的问题进行解决和分析的过程中就可以结合动量守恒的等式关系，建立起关系比例来求解系统变化后的状态，得到碰撞运动的最终状态结果。二、高中物理碰撞的理想模型应用分析素质教育理念要求在高中物理的教学过程中，要充分发挥学生的主体意识，关注对于学生抽象物理思维和模型架构能力的培养，为帮助学生更好的理解和攻克好铺垫。因此，高中物理教师再进行教学的过程中就有必要熟知几种常见的碰撞模型，并将其作为教学的导入和拓展，带领学生从初期认知到模型构建，再到解题学参与中让学生更加深入地了解碰撞现象，并从模型出发，启迪学生的物理思想、物理过程认知和物理方法。例如，在解题过程中构建一般的理想模型。有甲乙两面光滑，质量分别为m1，m2，初速度分别为v1，v2（v1>v）。指导学生思考“若平面上可以发生完全弹性碰撞，则碰撞后的速度分别为多少？”很多学生在思考和分析的过程中可能会感到无从下手，此时教师可以从构建理想模型的思路入0的时候，这个碰撞运动的结果就可以化简成简单的形式，有效帮助学生进行学习和分析。一方面，通过提取信息，根据问题可以架构出反弹模型，当甲乙两球碰撞之后甲球以同速率反向，乙球仍在静止。在反弹模型的分析过程中由于乙球仍在静止乙球当成地面进行分析。在这样的反弹模型下题目就变得容易理解起来了。甲球如果弹性好，碰撞时间极短，那么发生类完全弹性碰撞。同时，若乙球是一个极大质质量较小同它碰撞时也将被以同速率反向弹开。也就是说当其中一个球质量足够大时，同质量较小的另一个球发生碰撞，整个运动几乎对于质量大的球无影响，质速度进行运动。据此，教师可以带领学生架构弹飞模型，即两个质量悬殊大的球体发生碰撞时，若质量较大的球体碰撞后仍以原速度运动，则质量较小的球体会以2倍的大球的速度被碰撞开。在本质分析上弹飞模型和反弹模型基本相同，都是选择了极大质量的物体作为相对参考系，两种碰撞模型的建立对于整体的碰撞运动分析均具有良好的指导作用。另一方面，在碰撞问题的分析过程中还有很多比较复杂的过程，教师就需要带领学生架构并应用其它模型对于题目进行分析解决。在两个球体发生碰撞的时候球速度上的交换，我们再利用二次方程求解的过程中得到了至多两个解，其中一个解是碰撞前的速度，另一个解是交换后的速度。因此，在模型建立和研究分析的个物体质量相等，发生完全弹性碰撞，分析计算可以得出两个球体在碰撞交换速度后前进。在非弹性碰撞的模型构建过程中还需要考虑到其特点，即两物体碰撞后共速且有最大动能损失，因此若甲球追上乙球发生完全非弹性碰撞后，可以求出共同的速度v'0，此时，系统撞前后以内能消耗的能量损失EQ最大。当在某一项为0的时候，如当v2=0时：就可以看作是甲球的动量，转换成二者的动量了，这一模型的建立属于子弹射入模撞运动，也能够结合能量损失公式和摩擦系数等参数，算出甲球射入乙球的深度。通过这种多元模型的架构，不仅能够帮助学生更加直观的理解碰撞运动，还能指析应用意识，明确对于不同条件下的碰撞运动运用适合的解题方法，不断提升学生能力素质。三、结语综上所述，在面向新的一轮课程教学要求下，高中物理教师更应该看到教学过程中不同学科的关联，特别是在解决如碰撞运动这一类重难点问题的过程中，结数、几何、图像、极值法等数学知识，站在数学的角度运用二元二次方程组解碰撞问题，再站在物理角度辩证的分析两个解所代表的不同状态，让学生在实践与实碰撞前后的速度状态，有效掌握高中物理力与运动部分的典型题型。与此同时，这种知识上的相连和模型的架构也能够帮助学生有效消化物理知识、内化建立物理在解题分析的过程中能够举一反三的应对变型多且过程复杂的碰撞题型，在不断加深学生对碰撞问题的理解的同时，帮助学生归纳解题思路做了归纳，助力高中学的有效提升。参考文献：[1]王泽昊.碰撞过程中的动量守恒和能量损失研究[J].现代商贸工业，201，40（10）：192-194.[2]石晓兰，王延楠，刘世洪.在科学探究中提升科学思维——以“探究碰撞中的不变量”为例[J].物理通报，2019（07）：31-34.[3]魏子昂.高中物理解题中融入数学知识的分析[J].物理通报，2018（