人教版高中物理选择性必修1第1章第5节弹性碰撞和非弹性碰撞教学设计

人教版高中物理选择性必修1第1章第5节弹性碰撞和非弹性碰撞

教学设计

课题弹性碰撞和非弹性碰撞单元1学科物理年级高二

经过前面四节的学习，学生已经从实验到理论，再从理论到实验，对碰撞中的动量守恒

有了较为清晰的认识。碰撞是生活中常见的现象。碰撞时物体间相互作用持续时间很短，相

互作用力很大，满足动量守恒条件。本节的设计以碰撞实例为载体，经历实验探究、理论推

导，在真实情境中建立弹性碰撞和非弹性碰撞的相关概念。教材创设了两个小球弹性碰撞的

情境，先引导学生应用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决典型的碰撞问题，推导两个小

教材

球在弹性碰撞后的速度表达式。随后，又引导学生从一般到特殊，对三种特殊情况展开讨论，

分析

得出碰后两球末速度的表达式，便于快速判断与评估生活中实际现象对应的碰撞类型。学生

通过对弹性碰撞和非弹性碰撞的讨论，进步加深对动量和动能的理解，提升运动与相互作用

观及能量观。

本节课的重点内容是理解弹性碰撞与非弹性碰撞的概念及特点，并能应用两个定律解决

与生产生活相关的实际问题。

1、了解弹性碰撞和非弹性碰撞。

2、会分析具体实例中的碰撞特点及类型。

3、会用动量、能量的观点解决生产生活中与一维碰撞相关的实际问题。

教学

物理观念：通过学习理解弹性碰撞、非弹性碰撞，了解正碰对心碰撞。

目标()

与核科学思维：通过实例分析，会应用动量、能量的观点解决一维碰撞问题。

心素科学探究：应用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决典型的碰撞问题，推导两个小球

养

在弹性碰撞后的速度表达式。

科学态度与价值观：通过理解弹性碰撞与非弹性碰撞的概念及特点，并能应用两个定律

解决与生产生活相关的实际问题。

重点会分析具体实例中的碰撞特点及类型。

难点会用动量、能量的观点解决生产生活中与一维碰撞相关的实际问题。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课碰撞是自然界中常见的现象。陨石撞击地球而

对地表产生破坏，网球受球拍撞击而改变运动状思考自然提出问题，

态……物体碰撞中动量的变化情况，前面已进行了界的碰撞情景设置疑问。引出

研究。那么，在各种碰撞中能量又是如何变化的？中发生的能量新课。

变化。

讲授新课一、弹性碰撞和非弹性碰撞

1、碰撞：物体之间在极短时间内的相互作用。

回忆碰撞

2、碰撞的特点：的概念和特

（1）作用时间极短点。

（2）内力远大于外力

（3）几乎在原位置进行

动量守恒

3、碰撞过程分析:

A小球初速度为V0,B小球静止,且mA>mB.分析碰撞

在光滑水平面上发生正碰.过程中的受力

（1）两球间作用力如何变化？情况。通过对碰撞

（2）两球运动状态如何变化？过程中的受力和

（3）什么时候两球相距最近?系统动能和弹性能量转化分析，

势能分别有什么特点？引出下一步对碰

（4）当弹簧恢复原长时，系统动能和弹性势撞中能量的计

能分别有什么特点？算。

结论：①作用力F先变大后变小;通过对碰

②两球距离先减小后增大撞中能量变化

③动量守恒;系统减小的动能先转化为势能，势的分析，对碰

能又转化为动能。撞进行分类。

4、碰撞的种类:

（1）完全非弹性碰撞:VA=VBΔEK最大，两

球相距最近，

（2）非弹性碰撞:P=P΄，EK>EK΄，两完成课本

球不能恢复原状例题。通过例题，

（3）弹性碰撞:P=P΄，EK=EK΄，两球恢复原更好的理解碰撞

状。过程中的能量转

例题：两个物体的质量都是m，碰撞以前一个化情况。

物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞以后两

个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，以

速度v’继续前进。这个碰撞过程中能量守恒吗？

根据动量守恒定律mvmv'

完成课堂

'1

碰撞后的共同速度vv练习。

2

1

碰撞前的总动能Emv2

k02

11

碰撞后的总动能E2mv'2mv2

k24

能量不守恒

课堂练习1、冰球运动员甲的质量为80.0kg。

当他以5.0m/s的速度向前运动时，与另一质量为

100kg、速度为3.0m/s的迎面而来的运动员乙相

撞。碰撞后甲恰好静止。假设碰撞时间极短，求：

(1)碰撞后乙的速度的大小；

(2)碰撞中总机械能的损失。

思考：如果碰撞后两球粘连在一起，则各球速分析弹性

度又是多少？动能的损失又是多少？一，两次分别碰撞的实例。对弹性碰撞

属于什么碰撞？的实例进行分

属于非弹性碰撞和完全非弹性碰撞析，提高学生的

二、弹性碰撞的实例分析：科学推导能力。

一维弹性碰撞的碰后速度的确定

m1v1m1v1m2v2

11212

mv2mvmv

211211222

m1m2

v1v1

m1m2

完成课堂

2m1练习。

v2v1

m1m2

课堂练习2、在光滑的水平面上有A、B两球，

其质量分别为mA、mB，两球在t0时刻发生正碰，

并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后

的速度—时间图象如图所示，下列关系式正确的是

（）

A．mA>mBB．mA<mB

C．mA＝mBD．无法判断

答案：B

拓展：

画出mA＝mB；mA>mB这两种情况下A、B的

v-t图象

分析“一让学生级和

动一静模型”实例分析弹性碰

中的几种情撞的几种情况，

弹性碰撞（机械能守恒）——“一动一静模型”况。加深印象。

①若，则''，等质量物体

m1=m2v10,v2v1

弹性碰撞速度交换（如打台球）

②若则''，大撞小，同

m1>m2,v2v10

向跑(如运动钢球碰静止玻璃球)

③若则''

m1>>m2,v1v1,v22v1

④若则''，小撞大，被

m1<m2,v10,v20

弹回(如运动玻璃球碰静止钢球)

完成思考通过思考讨

⑤若则''

m1<<m2,v1v1,v20讨论。论，提升学生解

思考讨论决问题的能力和

若在一光滑水平面上有两个质量分别为m1、结合所学知识拓

m2的刚性小球A和B，以初速度v1、v2运动，若展的能力。

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v1’和v2’分别是多大？

碰撞过程中系统动量守恒

''

m1v1m2v2m1v1m2v2

弹性碰撞中没有机械能损失

12121'21'2

mvmvmvmv

211222211222

解得：

'2m2v2m1m2v1完成课堂

v1

m1m2

练习。

'2m1v1m2m1v2

v2

m1m2

若v2=0时，结论与前面的是否相同？

课堂练习3、两球A、B在光滑水平面上沿同

一直线、同一方向运动，mA＝1kg，mB＝2kg，vA

＝6m/s，vB＝2m/s，当球A追上B并发生碰撞后，

两球A、B速度的可能值是(取两球碰撞前的运动方

向为正)()

A．vA′＝5m/s，vB′＝2.5m/s

B．vA′＝2m/s，vB′＝4m/s

C．vA′＝－4m/s，vB′＝7m/s

D．vA′＝7m/s，vB′＝1.5m/s

1.碰撞前后动量守恒：

P=mAvA+mBvB=10kg.m/s

2.如碰撞后向同方向运动，则后面物体的速度

不能大于前面物体的速度．即碰撞后：A的速度减

总结碰撞

小，或反向，B的速度增大。

发生的三个约

3.系统的总动能不能增加

束条件。

答案：B

碰撞可能性判断的三个依据:

分析碰撞问题时的关键点

（1）遵守动量守恒定律。

（2）系统的动能应不增加。

（3）碰撞后各物体的运动情况要符合实际情

况。

拓展提高1、(多选)在光滑水平面上,两球沿球心连线以相

等速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能的是完成拓展通过完成练

()提高练习题。习题，总结基础

A.若两球质量相同,碰后以某一相等速率互相知识。

分开

B.若两球质量相同,碰后以某一相等速率同向

而行

C.若两球质量不同,碰后以某一相等速率互相

分开

D.若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向

而行

解析：碰撞前、后两小球组成的系统总动量守

恒。碰撞前两球总动量为零,碰撞后也为零,所以选

项A是可能的;若碰撞后两球以某一相等速率同向

而行,则两球的总动量不为零,所以选项B不可能;碰

撞前、后系统的总动量的方向不同,所以动量不守

恒,选项C不可能;碰撞前总动量不为零,碰后也不为

零,方向可能相同,所以,选项D是可能的。

答案：AD

2、如图所示,在光滑水平面上,用等大异向的

F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上,

已知mA<mB,经过相同的时间后同时撤去两力,以

后两物体相碰并黏合为一体,则黏合体最终将()

A.静止B.向右运动

C.向左运动