2024-2025学年高中物理 第一章 动量守恒定律 5 弹性碰撞和非弹性碰撞教案 新人教版选择性必修第一册

2024-2025学年高中物理第一章动量守恒定律5弹性碰撞和非弹性碰撞教案新人教版选择性必修第一册学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：高中物理第一章动量守恒定律——弹性碰撞和非弹性碰撞

2.教学年级和班级：高中二年级

3.授课时间：2024-2025学年，具体上课时间待定

4.教学时数：2课时（90分钟）

课程设计：

第一课时：

1.导入：回顾动量守恒定律的概念及其应用，引导学生思考实际碰撞过程中动量守恒的表现。

2.知识讲解：

a.弹性碰撞的定义、特点及动量守恒和能量守恒在弹性碰撞中的应用。

b.举例说明弹性碰撞在实际生活中的应用。

3.案例分析：分析课本中的弹性碰撞案例，让学生理解弹性碰撞的计算方法。

第二课时：

1.知识讲解：

a.非弹性碰撞的定义、特点及动量守恒在非弹性碰撞中的应用。

b.介绍完全非弹性碰撞的概念，并与弹性碰撞进行对比。

c.探讨非弹性碰撞在现实生活中的应用。

2.案例分析：分析课本中的非弹性碰撞案例，让学生掌握非弹性碰撞的计算方法。

3.练习与讨论：布置相关习题，让学生独立完成，并进行课堂讨论，解答学生的疑问。

课程总结：

1.强调动量守恒定律在碰撞问题中的重要性。

2.对比弹性碰撞和非弹性碰撞的特点及计算方法。

3.引导学生关注物理学在现实生活中的应用，提高学生的实践能力。核心素养目标1.科学素养：培养学生运用物理知识解释自然现象，特别是动量守恒定律在碰撞问题中的应用，提高学生的科学思维能力和解决问题的能力。

2.实践与创新：通过案例分析，使学生能够将弹性碰撞和非弹性碰撞的理论运用于实际情境中，激发学生的创新意识，培养其实践操作能力。

3.团队合作：课堂讨论环节，鼓励学生积极参与，学会倾听他人意见，提高沟通与协作能力。

4.情感态度与价值观：引导学生关注物理学在现实生活中的应用，增强学生的社会责任感，培养其尊重科学、追求真理的精神风貌。

5.逻辑思维：在教学过程中，训练学生运用物理规律进行逻辑推理，提高其分析问题和解决问题的逻辑思维能力。学习者分析1.学生已经掌握了相关知识：学生在之前的学习中，已经掌握了牛顿运动定律、动量的概念、动量守恒定律等基础知识，能够运用这些知识解决一些简单的物理问题。此外，学生对物理学中的能量守恒概念也有一定的了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对物理学科的兴趣普遍较高，尤其是对实验和现实生活中的物理现象充满好奇。他们具备一定的逻辑思维能力，能够通过观察、实验和推理来探究物理规律。在学习风格上，学生偏向于通过具体案例和实际操作来理解和掌握知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：动量守恒定律在碰撞问题中的应用，特别是弹性碰撞和非弹性碰撞的计算，可能对学生来说较为复杂。他们可能会在以下几个方面遇到困难：

a.碰撞过程中能量守恒和动量守恒的综合应用。

b.弹性碰撞和非弹性碰撞的区别和联系。

c.实际问题中碰撞类型的判断以及相关计算。

d.对碰撞问题中涉及到的向量运算和坐标系建立不够熟练。

针对这些困难和挑战，教师应采取适当的教学策略，如设置梯度性练习、开展小组讨论和进行实验探究等，帮助学生克服困难，提高解决问题的能力。教学资源准备1.教材：

-确保每位学生都准备了新人教版选择性必修第一册物理教材，特别是第一章动量守恒定律相关内容。

-教师备课资料，包括教案、PPT、教学大纲和章节习题。

2.辅助材料：

-准备弹性碰撞和非弹性碰撞的动画视频，用于直观展示碰撞过程中动量和能量的变化。

-准备相关的物理实验视频，如弹性碰撞和非弹性碰撞的实验演示，以便于学生理解理论知识。

-收集和整理现实生活中的碰撞案例图片和图表，如交通事故、台球碰撞等，增强学生对物理知识应用于实际情境的认识。

-制作动量守恒定律和能量守恒定律的示意图，帮助学生理解两者之间的关系。

3.实验器材：

-准备弹性碰撞和非弹性碰撞的实验器材，如滑轮、小车、碰撞球等。

-确保实验器材的数量充足，能够满足学生分组实验的需求。

-检查实验器材的安全性，避免实验过程中发生意外。

-准备测量工具，如尺子、计时器等，用于实验数据采集。

4.教室布置：

-在教室前方设置讲台和投影仪，便于教师讲解和展示多媒体资源。

-将教室划分为理论教学区和实验操作区，确保两个区域互不干扰。

-实验操作区配备实验桌、椅子，以及必要的实验器材和防护设施。

-在分组讨论区设置白板或挂图，供学生记录和展示讨论成果。

-确保教室内的灯光、音响设备正常，为学生创造良好的学习环境。

此外，为了提高教学效果，教师还需准备以下资源：

5.习题资源：

-收集和整理与弹性碰撞和非弹性碰撞相关的习题，涵盖不同难度，以适应不同学生的学习需求。

-准备课堂练习和课后作业，帮助学生巩固所学知识。

6.网络资源：

-提供与教学内容相关的在线资源链接，如教育平台、物理学术网站等，方便学生拓展学习。

-准备在线互动工具，如教学平台、讨论群等，促进学生与教师、同学之间的交流。教学实施过程1.课前自主探索

-教师活动：发布预习任务，提供教材章节、预习提纲和相关的辅助材料。

-学生活动：根据预习提纲，阅读教材，观看弹性碰撞和非弹性碰撞的相关视频，尝试理解动量守恒定律在碰撞中的应用。

-教学方法：自主学习、问题导向。

-教学手段：教材、预习提纲、多媒体资源。

-作用和目的：培养学生自主学习能力，使学生初步了解课程内容，为课堂学习打下基础。

-具体分析和举例：学生通过预习了解碰撞类型的基本概念，尝试回答预习提纲中的问题，如“什么是弹性碰撞？它与非弹性碰撞有什么区别？”通过预习，学生能够对课堂学习内容有初步的认识。

2.课中强化技能

-环节一：理论讲解

-教师活动：使用PPT展示动量守恒定律的公式，结合动画和图表，讲解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点和计算方法。

-学生活动：认真听讲，记录重点内容，参与课堂讨论。

-教学方法：讲授法、互动提问。

-教学手段：PPT、动画视频、图表。

-作用和目的：强化学生对理论知识的理解，明确弹性碰撞和非弹性碰撞的区别。

-重难点：弹性碰撞中的能量守恒与动量守恒的联合应用。

-环节二：实验探究

-教师活动：指导学生进行分组实验，观察弹性碰撞和非弹性碰撞的现象，记录数据。

-学生活动：分组合作，进行实验操作，分析实验结果。

-教学方法：实验法、小组合作。

-教学手段：实验器材、测量工具。

-作用和目的：通过实验验证理论知识，培养学生的实践操作能力和团队合作能力。

-重难点：实验数据的准确采集和结果分析。

-环节三：练习巩固

-教师活动：发放习题，指导学生解答，针对共性问题进行讲解。

-学生活动：独立完成习题，参与讨论，改正错误。

-教学方法：练习法、讨论法。

-教学手段：习题资源、白板。

-作用和目的：通过练习巩固所学知识，提高学生的解题能力。

-重难点：应用动量守恒定律解决实际问题。

3.课后拓展应用

-教师活动：布置课后作业，提供拓展学习的网络资源，鼓励学生深入研究。

-学生活动：完成课后作业，通过网络资源进一步学习，参与在线讨论。

-教学方法：自主学习、在线互动。

-教学手段：课后作业、网络资源、在线讨论群。

-作用和目的：拓展学生的学习视野，促进学生对物理知识的深入理解和应用。

-具体分析和举例：学生通过完成课后作业，巩固课堂所学，通过网络资源了解动量守恒定律在实际工程和科学研究中的应用，如车辆碰撞安全设计、粒子物理学研究等。知识点梳理1.动量守恒定律的基本概念

-动量的定义：动量是物体质量和速度的乘积，是一个矢量。

-动量守恒定律：在没有外力作用的情况下，系统的总动量保持不变。

-动量守恒定律的应用条件：适用于惯性参考系，系统不受外力或外力远小于内力的情况。

2.弹性碰撞

-弹性碰撞的定义：碰撞前后，两个物体的形状都能完全恢复的碰撞。

-弹性碰撞的特点：动量守恒，总动能也守恒。

-弹性碰撞的计算方法：利用动量守恒和能量守恒定律，解出碰撞后的速度。

-实例分析：弹性碰撞在物理学中的典型应用，如弹性球碰撞、台球碰撞等。

3.非弹性碰撞

-非弹性碰撞的定义：碰撞后，两个物体的形状不能完全恢复的碰撞。

-非弹性碰撞的特点：动量守恒，总动能不守恒，部分动能转化为内能。

-非弹性碰撞的分类：完全非弹性碰撞（两个物体碰撞后粘在一起）和部分非弹性碰撞。

-非弹性碰撞的计算方法：利用动量守恒定律，结合能量损失情况，解出碰撞后的速度。

-实例分析：非弹性碰撞在日常生活中的应用，如交通事故、摩擦碰撞等。

4.弹性碰撞与非弹性碰撞的区别与联系

-区别：弹性碰撞中，动能和动量都守恒；非弹性碰撞中，动量守恒，但动能不守恒。

-联系：在实际问题中，可以通过判断碰撞类型，选择合适的物理定律进行求解。

5.碰撞问题的解决方法

-确定碰撞类型：根据碰撞前后物体的速度和形状变化，判断是弹性碰撞还是非弹性碰撞。

-建立坐标系：根据碰撞物体的运动方向，建立合适的坐标系，简化问题求解。

-应用动量守恒定律：根据动量守恒定律，列出守恒方程。

-应用能量守恒定律（弹性碰撞）：在弹性碰撞问题中，应用能量守恒定律，列出守恒方程。

-解出碰撞后的速度：通过解方程组，求出碰撞后物体的速度。

-验证结果：检查求出的速度是否满足物理定律，如动量守恒、能量守恒等。

6.实际碰撞问题分析

-碰撞实验：通过实验观察弹性碰撞和非弹性碰撞的现象，验证动量守恒和能量守恒。

-生活实例：分析日常生活中的碰撞问题，如交通事故、体育运动等，理解物理知识在实际中的应用。典型例题讲解例题1：两个质量分别为m1和m2的物体，在光滑水平面上以速度v1和v2相向而行，发生完全弹性碰撞后，求两物体碰撞后的速度。

解答：

根据动量守恒定律，有m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。

根据能量守恒定律，有(1/2)m1v1^2+(1/2)m2v2^2=(1/2)m1v1'^2+(1/2)m2v2'^2。

解以上两个方程组，可以得到：

v1'=(m1-m2)/(m1+m2)*v1+2m2/(m1+m2)*v2

v2'=2m1/(m1+m2)*v1+(m2-m1)/(m1+m2)*v2

例题2：两个质量相等的物体，在光滑水平面上以相同的速度相向而行，发生完全非弹性碰撞后，求碰撞后两物体的共同速度。

解答：

根据动量守恒定律，有m*v1+m*v2=2m*v。

由于是完全非弹性碰撞，两物体碰撞后速度相同，即v1'=v2'=v。

解方程，可以得到：

v=(v1+v2)/2

例题3：质量为m的小球A以速度v0水平抛出，与质量为2m的静止小球B发生弹性碰撞，求碰撞后两球的速度。

解答：

根据动量守恒定律，有m*v0=m*v1+2m*v2。

根据能量守恒定律，有(1/2)m*v0^2=(1/2)m*v1^2+(1/2)*2m*v2^2。

解以上两个方程组，可以得到：

v1=-v0/3

v2=2v0/3

例题4：质量为m的小球A以速度v0沿水平方向抛出，与质量为3m的静止小球B发生完全非弹性碰撞，求碰撞后两球的速度。

解答：

根据动量守恒定律，有m*v0=(m+3m)*v。

由于是完全非弹性碰撞，两球碰撞后速度相同，即v1=v2=v。

解方程，可以得到：

v=m*v0/(m+3m)=v0/4

例题5：两个质量分别为m1和m2的物体，在光滑水平面上以相同的速度v相向而行，发生碰撞后，两物体粘在一起共同运动。求共同运动的速度。

解答：

根据动量守恒定律，有m1*v+m2*v=(m1+m2)*v'。

解方程，可以得到：

v'=(m1*v+m2*v)/(m1+m2)=v板书设计①动量守恒定律：在没有外力作用的情况下，系统的总动量保持不变。

②弹性碰撞：碰撞前后，两个物体的形状都能完全恢复的碰撞。

③非弹性碰撞：碰撞后，两个物体的形状不能完全恢复的碰撞。

④弹性碰撞与非弹性碰撞的区别与联系：弹性碰撞中，动能和动量都守恒；非弹性碰撞中，动量守恒，但动能不守恒。

2.重点词：

①动量：物体质量和速度的乘积，是一个矢量。

②完全弹性碰撞：碰撞前后，两个物体的形状都能完全恢复的碰撞。

③完全非弹性碰撞：碰撞后，两个物体粘在一起共同运动。

3.重点句：

①动量守恒定律：在没有外力作用的情况下，系统的总动量保持不变。

②弹性碰撞的计算方法：利用动量守恒和能量守恒定律，解出碰撞后的速度。

③非弹性碰撞的计算方法：利用动量守恒定律，结合能量损失情况，解出碰撞后的速度。

4.板书设计：

①动量守恒定律的基本概念

-动量的定义

-动量守恒定律的应用条件

②弹性碰撞

-弹性碰撞的定义

-弹性碰撞的特点

-弹性碰撞的计算方法

③非弹性碰撞

-非弹性碰撞的定义

-非弹性碰撞的特点

-非弹性碰撞的分类

④弹性碰撞与非弹性碰撞的区别与联系

-区别

-联系

⑤碰撞问题的解决方法

-确定碰撞类型

-建立坐标系

-应用动量守恒定律

-应用能量守恒定律（弹性碰撞）

-解出碰撞