魯科物理選修35第3節(jié)科學(xué)探究維彈性碰撞教案1

1、第3節(jié) 科學(xué)探究一維彈性碰撞陳 東教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1了解不同類型的碰撞，知道完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的主要特征2掌握彈性碰撞的規(guī)律，即在彈性碰撞中動(dòng)量守恒，動(dòng)能也守恒3能根據(jù)彈性碰撞的規(guī)律解釋判斷有關(guān)的現(xiàn)象和解決有關(guān)的問題（二）過程與方法通過體會(huì)碰撞中動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒與否，體會(huì)動(dòng)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(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律討論彈性碰撞問題教學(xué)難點(diǎn)對(duì)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)過程引入新課：碰撞是非常常見的現(xiàn)象，我們發(fā)現(xiàn)兩物體碰撞時(shí)總是符合動(dòng)量守恒定律

2、，但碰撞的結(jié)果卻是多種多樣的，有的物體碰后分開了，但都朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，有的物體碰后朝兩個(gè)不同的方向運(yùn)動(dòng)，有的物體碰后則黏在一起。為什么同屬于動(dòng)量守恒，卻出現(xiàn)了這么多得可能性呢？出現(xiàn)這些情況又要有什么不同的條件呢？今天我們就來研究一下這個(gè)問題。進(jìn)行新課：一、碰撞1 定義：兩物體相遇，在極短的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的過程2 特點(diǎn)：（1）動(dòng)量守恒（提問：守恒的原因是什么？）t短F大，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力（2）S短，可忽略。但速度在短暫的時(shí)間內(nèi)發(fā)生改變（3）系統(tǒng)的總動(dòng)能只能不變或減少，不可能增加二、分類1彈性碰撞：碰撞后物體形變能完全恢復(fù)，系統(tǒng)內(nèi)無機(jī)械能的損失的碰撞【例1】質(zhì)量m的小球A在光滑的水平面上以v

3、1的速度向右運(yùn)動(dòng)，恰撞上質(zhì)量同為m靜止在水平面上的小球B。碰撞后，小球A恰好靜止。那么碰撞過程中系統(tǒng)動(dòng)量和動(dòng)能守恒么？解析 （動(dòng)量守恒） （動(dòng)能也守恒）結(jié)論 在彈性碰撞中，動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒。2非彈性碰撞：碰撞前后機(jī)械能不守恒【例2】質(zhì)量m的小球A在光滑的水平面上以v1的速度向右運(yùn)動(dòng)，恰撞上質(zhì)量同為m靜止在水平面上的小球B。碰撞后，小球A和B黏在一起一起向右運(yùn)動(dòng)。那么碰撞過程中系統(tǒng)動(dòng)量和動(dòng)能守恒么？解析 （動(dòng)量守恒） （動(dòng)能不守恒）結(jié)論 在非彈性碰撞中，動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒。特例 完全非彈性碰撞：碰撞后物體結(jié)合在一起，動(dòng)能損失最大。三、彈性碰撞【例3】質(zhì)量m1的小球A在光滑的水平面上以v

4、1的速度向右運(yùn)動(dòng)，恰撞上質(zhì)量為m2靜止在水平面上的小球B。碰撞后，小球A的速度變?yōu)関1，小球B的速度變?yōu)関2。那么，請(qǐng)用v1表示出v1和v2。解析 動(dòng)量守恒 .機(jī)械能守恒 . 由得 . 由得 . 由得 由得 分析 （1）當(dāng)m1 =m2 時(shí)， v1=0 ， v2= v1 同質(zhì)量，換速度（2）當(dāng)m1 >m2 時(shí)， v1>0 ， v2>0 大撞小，同方向（3）當(dāng)m1 <m2 時(shí)， v1<0 ， v2>0 小撞大，小反彈（4）當(dāng)m1 >>m2 時(shí)， v1= v1 ， v2= 2v1 （子彈撞塵埃）（5）當(dāng)m1 <<m2 時(shí)， v1=- v1

5、， v2=0 （乒乓球撞墻） 注意：在進(jìn)行以上分析時(shí)，同時(shí)給學(xué)生做好演示實(shí)驗(yàn)，可讓學(xué)生猜想。思考質(zhì)量相等的兩個(gè)小球發(fā)生彈性碰撞，一定交換速度么？ 對(duì)心碰撞才可以（兩球碰撞時(shí)，碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線在同條直線上，碰撞之后兩球的速度仍沿著這條直線，這種碰撞稱為對(duì)心碰撞，也叫正碰），解釋節(jié)標(biāo)題一維彈性碰撞。 如何判斷物體的碰撞是否為彈性碰撞？1. 題目中明確告訴物體間的碰撞是彈性碰撞2. 題目中告訴是彈性小球的，光滑鋼球的，以及分子原子等微觀粒子碰撞的，都是彈性碰撞。例題講練1盧瑟福（諾貝爾物理獎(jiǎng)得主）在一篇文章中寫道：可以預(yù)言，當(dāng)粒子與氫原子相碰時(shí)，可使之迅速運(yùn)動(dòng)起來。按正碰撞考慮很容易證明，氫原子速度可達(dá)粒子碰撞前速度的1.6倍，即占入射粒子能量的64%。試證明此結(jié)論（碰撞是完全彈性的，且粒子質(zhì)量接近氫原子質(zhì)量的四倍）。2質(zhì)量為1kg的物體A，在光滑水平面上以6m/s的速